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 0.8 kg/s ग्लाइकॉल मिश्रण (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) को 70 से 25 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।

ṁ = 0.8 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 70 → 25 °C
Q̇ = kW
2.आसान
लंबाईT165 °C105 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 165 से 105 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 25 से 70 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।

Th: 165 → 105 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
लंबाईT110 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂संघनित होती भाप

एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 110 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 10 से 40 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.मध्यम
लंबाईT115 °C80 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 80 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 115 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 80 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.95 है, और U = 500 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

Q̇ = 80 kWF = 0.95U = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.कठिन
लंबाईT100 °C50 °C39.97 °C30 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 100 से 50 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 1.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 300 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
लंबाईT95 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 95 से 60 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 10 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 25 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

उत्तर कुंजी

  1. 1. Q̇ = 129.6 kW
  2. 2. ΔTlm = 87.29 K
  3. 3. A = 4.473 m²
  4. 4. A = 4.005 m²
  5. 5. A = 5.72 m²
  6. 6. L = 8.179 m

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