ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 12 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 145 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 110 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

زيت ساخن (1,5 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) يبرد من 135 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 310 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 5 m². يبرد المائع الساخن من 90 إلى 40 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 55 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.

في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 100 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (5 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 25 إلى 60 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) من 100 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يبرد زيت ساخن (1 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) من 160 إلى 140 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.