एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 125 से 70 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 25 से 85 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक का ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 12 m² और समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1500 W/(m²·K) है। गर्म तरल 95 से 55 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 65 °C तक गर्म होता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 30 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 2.5 m² है। गर्म तरल 140 से 115 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 110 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 790 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 160 से 95 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 40 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.9 है, और U = 500 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 175 से 110 °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। U = 200 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·cp = 2 kW/K। गर्म धारा 80 °C पर और ठंडी धारा 20 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 4 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 42.45 K
- 2. Q̇ = 583.8 kW
- 3. U = 342.1 W/(m²·K)
- 4. A = 18.34 m²
- 5. A = 2.967 m²
- 6. Th,out = 62.86 °C
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