1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 125 إلى 90 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 105 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 125 → 90 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 135 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 65 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 135 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 10 إلى 70 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 105 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 10 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 105 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 165 إلى 80 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 115 °C والتيار البارد عند 15 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 38,18 K
- 2. ΔTlm = 112,3 K
- 3. A = 2,783 m²
- 4. A = 2,41 m²
- 5. A = 7,726 m²
- 6. Th,out = 40 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.