1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 1 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को 110 से 35 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 110 → 35 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 125 से 40 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 75 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 125 → 40 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 310 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 150 से 85 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 115 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 310 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 85 °CTc: 15 → 115 °C
A = m²
4.मध्यम
एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 140 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 25 से 75 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 2500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Ts = 140 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 75 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 135 से 110 °C तक ठंडा होता है। यह 25 °C पर प्रवेश करने वाले 1 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 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
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 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 2 m² और U = 500 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 313.5 kW
- 2. ΔTlm = 36.07 K
- 3. A = 20.46 m²
- 4. A = 3.816 m²
- 5. A = 2.882 m²
- 6. Th,out = 113.3 °C
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