1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 95 से 80 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 70 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 95 → 80 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 150 से 90 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 80 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 150 → 90 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 640 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 180 से 55 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 115 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.8 है, और U = 200 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 640 kWF = 0.8U = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 55 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 450 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 120 से 40 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 30 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 450 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 150 से 115 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 800 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 115 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 1.5 kW/K। गर्म धारा 120 °C पर और ठंडी धारा 25 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 6 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 39.98 K
- 2. ΔTlm = 44.27 K
- 3. A = 82.54 m²
- 4. A = 9.669 m²
- 5. A = 3.266 m²
- 6. Th,out = 77.78 °C
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