1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 115 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 140 → 115 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 40 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 40 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
3.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 20 إلى 35 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 490 kW. يبرد المائع الساخن من 110 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 40 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 490 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 105 °C والتيار البارد عند 10 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 140 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 71,07 K
- 2. ΔTlm = 30,83 K
- 3. A = 2,032 m²
- 4. A = 12,97 m²
- 5. Th,out = 30,65 °C
- 6. Th,out = 69,29 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.