1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 115 إلى 100 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 55 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 115 → 100 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 120 إلى 40 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 30 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 120 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 350 kW. يبرد المائع الساخن من 155 إلى 130 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 140 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 130 °CTc: 15 → 140 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 580 kW. يبرد المائع الساخن من 110 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 90 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,95، و U = 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 580 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 95 إلى 65 °C. يدخل الماء (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 10 °C. قطر الأنبوب الداخلي 40 mm، و U = 200 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 2 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 120 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 3 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 64,87 K
- 2. ΔTlm = 46,54 K
- 3. A = 14,26 m²
- 4. A = 79,96 m²
- 5. L = 8,138 m
- 6. Th,out = 90,52 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.