1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 0.8 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को 65 से 40 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 0.8 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 65 → 40 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 100 से 45 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 50 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 100 → 45 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 50 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 125 से 50 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 75 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 50 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 190 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 115 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 65 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 800 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 190 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 1 kW/K। गर्म धारा 100 °C पर और ठंडी धारा 25 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 5 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.3 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 140 से 95 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.2 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 = 0.3 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 95 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 83.6 kW
- 2. ΔTlm = 36.07 K
- 3. A = 3.963 m²
- 4. A = 4.527 m²
- 5. Th,out = 62.5 °C
- 6. L = 13.05 m
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