1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 160 से 80 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 35 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 160 → 80 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 0.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को 95 से 70 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 95 → 70 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 490 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 135 से 105 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 55 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 105 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 430 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 130 से 95 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 115 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 200 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 430 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 30 → 115 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 170 से 145 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 1.5 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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 145 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
3 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 1000 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 100 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 20 °C पर नलियों में प्रवेश करता है। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
Ts = 100 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 87.21 K
- 2. Q̇ = 52.25 kW
- 3. A = 6.325 m²
- 4. A = 63.05 m²
- 5. A = 1.961 m²
- 6. Tc,out = 60.97 °C
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