1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 155 إلى 90 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 155 → 90 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 150 إلى 115 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 100 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 150 → 115 °CTc: 10 → 100 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 370 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 40 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 85 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 40 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 100 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 20 إلى 70 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 70 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 120 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 4 m² و U = 200 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 3 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 145 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 5 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 30 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 87,64 K
- 2. ΔTlm = 74,13 K
- 3. A = 29,03 m²
- 4. A = 12,3 m²
- 5. Th,out = 64,62 °C
- 6. Th,out = 106,7 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.