1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 120 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 105 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 135 → 120 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 1,5 kg/s من الإيثانول (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) من 30 إلى 55 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 1,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 30 → 55 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 200 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 5 m². يبرد المائع الساخن من 115 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 60 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 200 kWA = 5 m²Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 150 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m². يبرد المائع الساخن من 170 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 50 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 150 kWA = 2 m²Th: 170 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 85 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 4 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 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 95 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 54,61 K
- 2. Q̇ = 91,5 kW
- 3. U = 922,9 W/(m²·K)
- 4. U = 866,4 W/(m²·K)
- 5. Th,out = 33 °C
- 6. Th,out = 66,88 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.