1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 105 से 40 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 70 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 105 → 40 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक का ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 1.5 m² और समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। गर्म तरल 95 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 65 °C तक गर्म होता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
A = 1.5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 360 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 80 से 35 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 40 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 360 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 110 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 80 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 35 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 800 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 110 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 65 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 120 से 65 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 150 से 85 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 40 mm है, और U = 150 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 26.8 K
- 2. Q̇ = 52.14 kW
- 3. A = 15.6 m²
- 4. A = 3.334 m²
- 5. A = 3.645 m²
- 6. L = 80.35 m
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