1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 155 से 135 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 110 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 155 → 135 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 90 से 50 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 25 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 90 → 50 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 130 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 20 से 95 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Ts = 130 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 95 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 330 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 170 से 95 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 800 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 330 kWF = 0.8U = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.कठिन
8 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 2000 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 130 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 10 °C पर नलियों में प्रवेश करता है। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
Ts = 130 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 0.5 kW/K। गर्म धारा 95 °C पर और ठंडी धारा 20 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 0.5 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 20 °CA = 0.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 65.23 K
- 2. ΔTlm = 51.49 K
- 3. A = 9.573 m²
- 4. A = 4.718 m²
- 5. Tc,out = 112.3 °C
- 6. Th,out = 61.67 °C
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