1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 30 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 20 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 140 → 30 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 2 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 20 إلى 70 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 20 → 70 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (2 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 15 إلى 90 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 90 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 280 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 35 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 280 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 45 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² و U = 2500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 15 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 110 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 5 m² و U = 1000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 20 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 55,81 K
- 2. Q̇ = 360 kW
- 3. A = 7,49 m²
- 4. A = 6,01 m²
- 5. Tc,out = 81,28 °C
- 6. Tc,out = 47,95 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.