1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 120 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 35 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 135 → 120 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 35 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 30 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 380 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 25 m². يبرد المائع الساخن من 130 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 80 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 380 kWA = 25 m²Th: 130 → 85 °CTc: 10 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 140 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 10 إلى 125 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 125 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 175 إلى 80 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 3 m² و U = 2500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 10 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 105 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 104,9 K
- 2. ΔTlm = 44,8 K
- 3. U = 420,1 W/(m²·K)
- 4. A = 3,611 m²
- 5. A = 8,174 m²
- 6. Tc,out = 76,28 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.