1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 125 إلى 65 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 105 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 125 → 65 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 110 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 60 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 110 → 45 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 20 kW. يبرد المائع الساخن من 135 إلى 100 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 80 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 20 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 270 kW. يبرد المائع الساخن من 150 إلى 110 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 35 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 270 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² و U = 1000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 30 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 105 °CA = 2 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 2 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 180 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 4 m² و U = 200 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 26,8 K
- 2. ΔTlm = 29,07 K
- 3. A = 1,072 m²
- 4. A = 5,517 m²
- 5. Tc,out = 50,48 °C
- 6. Th,out = 135,7 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.