1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 125 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 180 → 125 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 160 إلى 145 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 160 → 145 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 190 kW. يبرد المائع الساخن من 155 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 75 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 190 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 60 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 140 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (2 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 30 إلى 80 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 95 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 200 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 110 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 1,5 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 30 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 116 K
- 2. ΔTlm = 117,1 K
- 3. A = 16,46 m²
- 4. A = 2,027 m²
- 5. A = 5,031 m²
- 6. Th,out = 53,53 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.