1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 95 إلى 75 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 75 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 95 → 75 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) يبرد من 140 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 310 kW. يبرد المائع الساخن من 180 إلى 145 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 70 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 310 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 145 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 50 kW. يبرد المائع الساخن من 180 إلى 140 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 115 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 140 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 135 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,5 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 95 إلى 70 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 38,18 K
- 2. Tc,out = 37,54 °C
- 3. A = 8,465 m²
- 4. A = 1,858 m²
- 5. A = 2,922 m²
- 6. A = 2,653 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.