उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट

एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 125 से 110 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 80 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔT_lm ज्ञात कीजिए।

गर्म तेल (1 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 175 से 135 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। परिवेश में कोई ऊष्मा हानि नहीं होती। पानी का निर्गम तापमान T_c,out ज्ञात कीजिए।

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 70 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 180 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 65 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.9 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 140 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (4 kg/s, c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 30 से 50 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 2500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

गर्म तेल (1 kg/s, c_p = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 180 से 115 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 3 kg/s पानी (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 1500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·c_p = 0.5 kW/K। गर्म धारा 135 °C पर और ठंडी धारा 15 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 1 m² और U = 300 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान T_h,out ज्ञात कीजिए।