ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

زيت ساخن (1 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) يبرد من 105 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 50 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 100 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔT_lm.

في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (2 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 25 إلى 85 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 160 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m². يبرد المائع الساخن من 150 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 135 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.

في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,2 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 95 إلى 50 °C. يدخل الماء (0,3 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 20 °C. قطر الأنبوب الداخلي 25 mm، و U = 300 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.

يبرد زيت ساخن (2 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) من 90 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.