1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 110 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 140 → 110 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 12 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 125 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 40 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 12 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 330 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 330 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 80 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 210 kW. يبرد المائع الساخن من 145 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 75 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 3 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 160 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 5 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 105 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 57,37 K
- 2. Q̇ = 150,9 kW
- 3. A = 18,31 m²
- 4. A = 2,193 m²
- 5. Th,out = 82,86 °C
- 6. A = 2,278 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.