1.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 0,8 kg/s من ماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) من 95 إلى 80 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,8 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 95 → 80 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 0,5 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 135 إلى 120 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 115 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 0,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 120 °CTc: 10 → 115 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 470 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 130 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 100 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 470 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 250 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 125 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 80 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 250 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 165 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 200 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 140 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 6 m² و U = 1000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 20 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 140 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 50,16 kW
- 2. Q̇ = 7,919 kW
- 3. A = 7,503 m²
- 4. A = 2,592 m²
- 5. Th,out = 105 °C
- 6. Tc,out = 65,63 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.