उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट

मुफ़्त प्रिंट करने योग्य ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट: आसान से परीक्षा स्तर तक 6 प्रश्न, उत्तर कुंजी सहित। इसे प्रिंट करें या PDF के रूप में सहेजें।

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1.आसान

एक ऊष्मा विनिमयक में 2.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को 30 से 60 °C तक गर्म किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।

ṁ = 2.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 30 → 60 °C
Q̇ = kW
2.आसान
लंबाईT95 °C40 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂समांतर प्रवाह

एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 95 से 40 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 20 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।

Th: 95 → 40 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
लंबाईT130 °C45 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 340 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 130 से 45 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 75 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.92 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

Q̇ = 340 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.मध्यम
लंबाईT100 °C85 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 470 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 100 से 85 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 40 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.9 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

Q̇ = 470 kWF = 0.9U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.कठिन
लंबाईT100 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 100 से 70 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 40 mm है, और U = 400 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
लंबाईT165 °C??25 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 2 kW/K। गर्म धारा 165 °C पर और ठंडी धारा 25 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 5 m² और U = 300 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

उत्तर कुंजी

  1. 1. Q̇ = 313.5 kW
  2. 2. ΔTlm = 44.92 K
  3. 3. A = 8.96 m²
  4. 4. A = 8.36 m²
  5. 5. L = 5.576 m
  6. 6. Th,out = 105 °C

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