1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 120 إلى 30 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 90 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 120 → 30 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 160 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 45 °CTc: 30 → 160 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (2 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 30 إلى 95 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 3500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 120 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 95 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 410 kW. يبرد المائع الساخن من 150 إلى 135 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 120 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 4 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 140 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 24,66 K
- 2. ΔTlm = 12,33 K
- 3. A = 3,06 m²
- 4. A = 5,413 m²
- 5. Th,out = 104,3 °C
- 6. A = 6,433 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.