1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 45 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 50 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 35 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 140 → 50 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 300 kW. يبرد المائع الساخن من 140 إلى 125 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 125 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (4 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 25 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 80 إلى 40 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 130 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 3 m² و U = 1500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 25 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 130 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 56,35 K
- 2. ΔTlm = 53,25 K
- 3. A = 2,975 m²
- 4. A = 4,485 m²
- 5. A = 8,396 m²
- 6. Tc,out = 56,66 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.