1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 85 إلى 60 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 45 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 150 إلى 75 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 120 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 150 → 75 °CTc: 30 → 120 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 450 kW. يبرد المائع الساخن من 145 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 450 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 45 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 720 kW. يبرد المائع الساخن من 80 إلى 50 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 20 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,85، و U = 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 720 kWF = 0,85U = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 140 إلى 75 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °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: 140 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 180 إلى 145 °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 = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 145 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 30,79 K
- 2. ΔTlm = 36,99 K
- 3. A = 51,99 m²
- 4. A = 21,47 m²
- 5. A = 3,245 m²
- 6. A = 3,28 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.