1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 135 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 125 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 135 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 130 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 125 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 180 → 130 °CTc: 15 → 125 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 320 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2,5 m². يبرد المائع الساخن من 155 إلى 140 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 90 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 320 kWA = 2,5 m²Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 90 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 530 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 45 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,85، و U = 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 530 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 80 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 40 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 72,72 K
- 2. ΔTlm = 45,76 K
- 3. U = 1464 W/(m²·K)
- 4. A = 33,27 m²
- 5. A = 1,1 m²
- 6. A = 11,94 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.