1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 160 إلى 145 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 120 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 160 → 145 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 0,8 kg/s من زيت خفيف (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 100 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,8 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 115 → 100 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 400 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2,5 m². يبرد المائع الساخن من 125 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 95 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 400 kWA = 2,5 m²Th: 125 → 60 °CTc: 15 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 180 kW. يبرد المائع الساخن من 170 إلى 135 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 180 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 135 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 130 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 4 m² و U = 1000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (2 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 25 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 130 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 8 m² و U = 1500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 25 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 110 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 68,26 K
- 2. Q̇ = 25,2 kW
- 3. U = 4325 W/(m²·K)
- 4. A = 3,367 m²
- 5. Tc,out = 64,93 °C
- 6. Tc,out = 77,35 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.