1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 135 से 80 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 95 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 140 से 85 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 30 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 140 → 85 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 290 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 115 से 75 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 65 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.92 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 290 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 50 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 160 से 110 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 70 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 120 से 55 °C तक ठंडा होता है। यह 25 °C पर प्रवेश करने वाले 3 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: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 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 105 °C पर और ठंडी धारा 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 6 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 44.81 K
- 2. ΔTlm = 88.5 K
- 3. A = 5.747 m²
- 4. A = 1.905 m²
- 5. A = 3.927 m²
- 6. Th,out = 69.38 °C
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