1.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 0,5 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 80 إلى 45 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 80 → 45 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 1 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 140 إلى 100 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 100 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 100 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 350 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 1 m². يبرد المائع الساخن من 155 إلى 120 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 40 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 350 kWA = 1 m²Th: 155 → 120 °CTc: 10 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 370 kW. يبرد المائع الساخن من 155 إلى 30 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 25 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² و U = 3000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 30 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 2 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 145 °C والتيار البارد عند 10 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 63 kW
- 2. Q̇ = 17,91 kW
- 3. U = 3202 W/(m²·K)
- 4. A = 18,27 m²
- 5. Tc,out = 85,43 °C
- 6. Th,out = 64 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.