1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 85 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 75 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 55 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 90 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 55 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 100 kW. يبرد المائع الساخن من 145 إلى 115 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 30 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,88، و U = 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 100 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 115 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 290 kW. يبرد المائع الساخن من 115 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 80 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 290 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 95 إلى 40 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 800 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 140 إلى 85 °C. يدخل الماء (0,8 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 20 °C. قطر الأنبوب الداخلي 25 mm، و U = 200 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 12,33 K
- 2. ΔTlm = 31,91 K
- 3. A = 1,086 m²
- 4. A = 19,95 m²
- 5. A = 10,29 m²
- 6. L = 18,61 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.