1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 160 إلى 75 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 90 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 160 → 75 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 70 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 50 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 180 → 70 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 300 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 75 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 80 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 660 kW. يبرد المائع الساخن من 140 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 115 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,9، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 660 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 100 إلى 65 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. مع U = 200 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 130 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 1,5 m² و U = 1500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 30 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 67,47 K
- 2. ΔTlm = 90,53 K
- 3. A = 5,247 m²
- 4. A = 31,02 m²
- 5. A = 8,522 m²
- 6. Tc,out = 60,15 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.