1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 175 से 140 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 110 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 175 → 140 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 1.5 kg/s एथेनॉल (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) को 85 से 55 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 1.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 85 → 55 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 150 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 110 से 45 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 85 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 150 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 190 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 165 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 95 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 190 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 100 °CTc: 25 → 95 °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 135 से 60 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 10 °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: 135 → 60 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 2 kW/K। गर्म धारा 180 °C पर और ठंडी धारा 30 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 5 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 30 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 85.54 K
- 2. Q̇ = 109.8 kW
- 3. A = 22.31 m²
- 4. A = 3.277 m²
- 5. L = 99.19 m
- 6. Th,out = 80 °C
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