1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 135 से 100 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 40 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 125 से 25 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 70 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 125 → 25 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 540 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 120 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 40 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.92 है, और U = 200 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 540 kWF = 0.92U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 460 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 105 से 45 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 85 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 460 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.कठिन
एक समांतर-प्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 115 से 80 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 25 mm है, और U = 500 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 105 से 75 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 800 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 87.29 K
- 2. ΔTlm = 30.79 K
- 3. A = 42.21 m²
- 4. A = 37.3 m²
- 5. L = 6.177 m
- 6. A = 1.709 m²
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