ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 0,5 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 80 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 60 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 6 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 150 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 65 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 40 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 3 m². يبرد المائع الساخن من 165 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 70 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.

ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 90 kW. يبرد المائع الساخن من 165 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·c_p = 1 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 180 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 0,5 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج T_h,out.

في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,5 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 140 إلى 50 °C. يدخل الماء (1,5 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 20 °C. قطر الأنبوب الداخلي 40 mm، و U = 500 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.