1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 120 से 95 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 25 से 55 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 120 → 95 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 170 से 150 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 45 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 170 → 150 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 190 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 20 m² है। गर्म तरल 150 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 35 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 190 kWA = 20 m²Th: 150 → 80 °CTc: 15 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 580 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 170 से 125 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 105 °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 = 580 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 125 °CTc: 30 → 105 °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 90 से 55 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 50 mm है, और U = 200 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: 90 → 55 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 115 से 80 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 67.47 K
- 2. ΔTlm = 130.6 K
- 3. U = 116 W/(m²·K)
- 4. A = 9.171 m²
- 5. L = 114.9 m
- 6. A = 16.58 m²
पूरे चरण-दर-चरण हल: इस विषय का अभ्यास examproblems.com पर करें।