1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 170 से 110 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 25 से 115 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 170 → 110 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक का ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 5 m² और समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 500 W/(m²·K) है। गर्म तरल 155 से 105 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 85 °C तक गर्म होता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
A = 5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 105 °CTc: 15 → 85 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 290 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 155 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 85 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.9 है, और U = 300 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 290 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 80 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 510 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 180 से 120 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 100 °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 = 510 kWF = 0.95U = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 120 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 120 से 80 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 40 mm है, और U = 300 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 125 से 90 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 68.92 K
- 2. Q̇ = 199 kW
- 3. A = 15.92 m²
- 4. A = 11.68 m²
- 5. L = 34.34 m
- 6. A = 9.237 m²
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