1.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 2 kg/s من الإيثانول (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) من 40 إلى 90 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 40 → 90 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 100 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 100 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 140 → 100 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 210 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 125 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 95 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 210 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 150 kW. يبرد المائع الساخن من 130 إلى 100 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 95 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 100 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 105 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 175 إلى 95 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 244 kW
- 2. ΔTlm = 57,71 K
- 3. A = 3,321 m²
- 4. A = 2,756 m²
- 5. A = 3,671 m²
- 6. A = 0,5215 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.