1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 75 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 95 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 75 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 150 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 125 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 150 °CTc: 15 → 125 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 240 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 12 m². يبرد المائع الساخن من 170 إلى 105 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 75 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 240 kWA = 12 m²Th: 170 → 105 °CTc: 25 → 75 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 170 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m². يبرد المائع الساخن من 150 إلى 135 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 20 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 170 kWA = 2 m²Th: 150 → 135 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 140 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 1 m² و U = 2500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 20 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 140 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °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: 115 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 42,06 K
- 2. ΔTlm = 71,25 K
- 3. U = 274 W/(m²·K)
- 4. U = 666,8 W/(m²·K)
- 5. Tc,out = 59,46 °C
- 6. A = 10,07 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.