1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 165 से 125 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 40 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 165 → 125 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 165 से 125 °C तक ठंडा होता है। यह 25 °C पर प्रवेश करने वाले 0.8 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। परिवेश में कोई ऊष्मा हानि नहीं होती। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 125 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 200 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 5 m² है। गर्म तरल 155 से 135 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 95 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 200 kWA = 5 m²Th: 155 → 135 °CTc: 25 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 260 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 10 m² है। गर्म तरल 85 से 60 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 260 kWA = 10 m²Th: 85 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 80 से 50 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 1 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 1000 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक समांतर-प्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 105 से 75 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 32 mm है, और U = 300 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 112.3 K
- 2. Tc,out = 80.02 °C
- 3. U = 523.8 W/(m²·K)
- 4. U = 514.9 W/(m²·K)
- 5. A = 1.667 m²
- 6. L = 36.26 m
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