1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 145 إلى 65 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 105 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 145 → 65 °CTc: 20 → 105 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 130 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 145 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 180 → 130 °CTc: 10 → 145 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 260 kW. يبرد المائع الساخن من 170 إلى 140 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 145 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 260 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 140 °CTc: 10 → 145 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 50 kW. يبرد المائع الساخن من 85 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 55 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 25 → 55 °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 = 2500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 30 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,3 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 115 إلى 50 °C. يدخل الماء (0,8 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 25 °C. قطر الأنبوب الداخلي 20 mm، و U = 400 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 42,45 K
- 2. ΔTlm = 68,99 K
- 3. A = 2,722 m²
- 4. A = 7,53 m²
- 5. Tc,out = 84,95 °C
- 6. L = 38,73 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.