1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 80 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 50 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 80 → 45 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 155 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 45 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 155 → 85 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 310 kW. يبرد المائع الساخن من 80 إلى 35 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 60 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,92، و U = 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 310 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 400 kW. يبرد المائع الساخن من 135 إلى 95 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 50 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 400 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 95 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 90 إلى 65 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متوازي الجريان، يجري زيت ساخن (0,3 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 125 إلى 75 °C. يدخل الماء (0,8 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 25 °C. قطر الأنبوب الداخلي 20 mm، و U = 200 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 27,42 K
- 2. ΔTlm = 79,35 K
- 3. A = 64,62 m²
- 4. A = 6,385 m²
- 5. A = 2,113 m²
- 6. L = 46,17 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.