1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 145 से 120 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 145 → 120 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 90 से 55 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 50 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 90 → 55 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 760 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 180 से 105 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 125 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 300 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 760 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 105 °CTc: 15 → 125 °C
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 490 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 25 m² है। गर्म तरल 150 से 70 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 35 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 490 kWA = 25 m²Th: 150 → 70 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 100 से 80 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 200 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
8 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 2000 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 140 °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 = 140 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 111.6 K
- 2. ΔTlm = 27.05 K
- 3. A = 44.56 m²
- 4. U = 277.2 W/(m²·K)
- 5. A = 5.923 m²
- 6. Tc,out = 120.8 °C
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