1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 60 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 135 → 60 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 160 إلى 115 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 50 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 160 → 115 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 120 kW. يبرد المائع الساخن من 80 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 25 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 120 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 740 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 135 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 55 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,9، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 740 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 105 إلى 45 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °C. مع U = 800 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 120 إلى 65 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 52,79 K
- 2. ΔTlm = 107,5 K
- 3. A = 3,929 m²
- 4. A = 15,3 m²
- 5. A = 10,67 m²
- 6. A = 2,741 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.