उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक का ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 8 m² और समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 500 W/(m²·K) है। गर्म तरल 85 से 45 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 70 °C तक गर्म होता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।

गर्म तेल (1.5 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 110 से 75 °C तक ठंडा होता है। यह 10 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। परिवेश में कोई ऊष्मा हानि नहीं होती। पानी का निर्गम तापमान T_c,out ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 50 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 125 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 85 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 800 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 270 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 175 से 70 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 70 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.92 है, और U = 500 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.2 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 100 से 65 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.3 kg/s, c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) 10 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 25 mm है, और U = 300 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।

गर्म तेल (0.5 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 130 से 50 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 1000 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।