1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 170 से 75 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 75 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 170 → 75 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 105 से 70 °C तक ठंडा होता है। यह 10 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। परिवेश में कोई ऊष्मा हानि नहीं होती। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 460 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 125 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 65 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 800 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 460 kWF = 0.8U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 180 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 25 m² है। गर्म तरल 100 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 60 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 180 kWA = 25 m²Th: 100 → 80 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 110 से 80 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 20 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 25 mm है, और U = 150 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 115 से 50 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 50 mm है, और U = 200 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 66.92 K
- 2. Tc,out = 18.79 °C
- 3. A = 10.01 m²
- 4. U = 134.3 W/(m²·K)
- 5. L = 41.65 m
- 6. L = 132.6 m
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