1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 175 से 140 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 135 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 175 → 140 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 2 kg/s हल्का तेल (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) को 75 से 40 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 75 → 40 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 170 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 80 से 50 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 70 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 120 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 125 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 50 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 800 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 120 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 130 से 35 °C तक ठंडा होता है। यह 10 °C पर प्रवेश करने वाले 1.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 300 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 35 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 4 kW/K। गर्म धारा 95 °C पर और ठंडी धारा 30 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 3 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 74.6 K
- 2. Q̇ = 147 kW
- 3. A = 31.13 m²
- 4. A = 1.823 m²
- 5. A = 22.4 m²
- 6. Th,out = 70.63 °C
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