1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 100 إلى 60 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 50 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 100 → 60 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 100 إلى 65 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 45 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 130 kW. يبرد المائع الساخن من 130 إلى 105 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 90 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 130 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 105 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 400 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 6 m². يبرد المائع الساخن من 120 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 40 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 400 kWA = 6 m²Th: 120 → 55 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متوازي الجريان، يجري زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 100 إلى 70 °C. يدخل الماء (0,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 10 °C. قطر الأنبوب الداخلي 32 mm، و U = 250 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 120 إلى 75 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 42,06 K
- 2. ΔTlm = 49,83 K
- 3. A = 2,556 m²
- 4. U = 1593 W/(m²·K)
- 5. L = 45,99 m
- 6. A = 0,7653 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.