1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 155 से 80 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 50 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 155 → 80 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 180 से 60 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 30 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 180 → 60 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 500 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 125 से 75 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 55 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 800 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 500 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 75 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
4.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 60 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 120 से 50 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 75 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.88 है, और U = 200 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 60 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 50 °CTc: 20 → 75 °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 170 °C पर और ठंडी धारा 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 6 m² और U = 500 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.कठिन
1.5 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 2500 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 130 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर नलियों में प्रवेश करता है। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
Ts = 130 °CA = 1.5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 72.99 K
- 2. ΔTlm = 83.22 K
- 3. A = 11.51 m²
- 4. A = 9.215 m²
- 5. Th,out = 50 °C
- 6. Tc,out = 110.9 °C
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