1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 180 से 55 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 45 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 180 → 55 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 165 से 65 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 145 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 165 → 65 °CTc: 30 → 145 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 110 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 85 से 70 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 60 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.95 है, और U = 800 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 110 kWF = 0.95U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 270 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 145 से 95 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 45 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 270 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 95 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 0.5 kW/K। गर्म धारा 120 °C पर और ठंडी धारा 30 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 3 m² और U = 300 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.कठिन
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 170 से 120 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 3 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 1500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 55.29 K
- 2. ΔTlm = 26.8 K
- 3. A = 4.535 m²
- 4. A = 11 m²
- 5. Th,out = 62.14 °C
- 6. A = 1.074 m²
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