1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 150 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 45 °CTc: 15 → 150 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 2 kg/s من ماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) من 100 إلى 85 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 100 → 85 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 150 kW. يبرد المائع الساخن من 175 إلى 160 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 45 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,9، و U = 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 150 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 160 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 420 kW. يبرد المائع الساخن من 110 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 50 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 420 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 145 إلى 110 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 24,66 K
- 2. Q̇ = 125,4 kW
- 3. A = 1,258 m²
- 4. A = 23,07 m²
- 5. A = 6,234 m²
- 6. A = 3,025 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.