1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 120 से 60 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 100 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 120 → 60 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 165 से 120 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °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 = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 120 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 160 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 155 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 130 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 160 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 100 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 110 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 1 m² है। गर्म तरल 90 से 60 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 75 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 110 kWA = 1 m²Th: 90 → 60 °CTc: 15 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 85 से 60 °C तक ठंडा होता है। यह 10 °C पर प्रवेश करने वाले 1 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 1500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक समांतर-प्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 120 से 75 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 32 mm है, और U = 200 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 28.85 K
- 2. Tc,out = 80.46 °C
- 3. A = 3.516 m²
- 4. U = 4028 W/(m²·K)
- 5. A = 1.754 m²
- 6. L = 35.89 m
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