2010 Yılı Vakası Öğleden Sonra 18
Thread Content
18. 143°C’deki doymuş buhar kullanılarak tüp içindeki suyun sıcaklığının 15°C’den 45°C’ye çıkarılmasını sağlayan bir kılıflı ısı değiştirici. Buharın yoğuşma ısı transfer katsayısının 1,1×104 W/(m²°C) olduğu, boru içindeki suyun konvektif ısı transfer katsayısının ise 3500 W/(m²°C) olduğu bilinmektedir. Tüp duvarı ısı direnci, kirlilik ısı direnci ve ısı kaybı göz ardı edilip düz bir duvar olarak kabul edildiğinde, bu ısı değiştiricisinin toplam ısı transfer katsayısı (W/(m²°C)) ve ısı transfer yüzeyinin ortalama sıcaklığı (°C) aşağıdaki değerlerden hangisidir? (A)2655, 127,2 (B)3921, 141,3 (C)3313, 140,3 (D)2655, 115,7Çözüm: K=1/(1/α1+1/α2)=1/(1/11000+1/3500)=2655
△tm=(45-15)/ln=112,3
t1=143, t2=143-112,3=30,7
Düz duvarın sıcaklığı tQ=α1S(143-t)=α2S(t-30,7) olarak alınırsa:
11000(143-t)=3500(t-30,7)
t=115,7 (℃)
Cevap: D
Kırmızıyla işaretlenen kısım nasıl anlaşılmalı?
Bu gönderi en son 2016-8-28 11:21 tarihinde kang2012 tarafından düzenlendi. Bu şekilde cevaplamak biraz karmaşık; basitleştirelim: Q=KS△tm=a1S(143-t_ortalama duvar sıcaklığı)=a2S(t_ortalama duvar sıcaklığı-t_soğuk ortam ortalama sıcaklığı). Burada t_soğuk ortam ortalama sıcaklığı, ısıtma ortamının ortalama sıcaklığından △tm çıkarılmasıyla elde edilir. Bu problemde ısıtma ortamının ortalama sıcaklığı 143 olduğuna göre, soğuk ortamın ortalama sıcaklığı 143-30,7 olur (aslında soğuk ortam ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak (15+45)/2 olarak da alınabilir; ancak bu durum sorunun hesaplama sonucunda sapmalara neden olur). Eğer anlamıyorsanız doğrudan Q=KS△tm=a1S(143-t_ortalama duvar sıcaklığı) formülüyle çözümleyin.
Duvar sıcaklığı için formül kullanılarak doğrudan hesaplanabilir: (143-tw)/(1/α1) = (tw-(15+45)/2)/(1/α2)