مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 15 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 140 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 105 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 175 إلى 120 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 60 kW. يبرد المائع الساخن من 90 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 75 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 130 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (4 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 20 إلى 110 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 200 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 125 إلى 75 °C. يدخل الماء (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 20 °C. قطر الأنبوب الداخلي 20 mm، و U = 250 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 315,4 kW
- 2. ΔTlm = 94,91 K
- 3. A = 2,942 m²
- 4. A = 14,25 m²
- 5. A = 20,49 m²
- 6. L = 45,25 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.