1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 0.2 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को 40 से 70 °C तक गर्म किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 0.2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 40 → 70 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 80 से 65 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 70 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 80 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 120 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 1 m² है। गर्म तरल 160 से 135 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 125 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 120 kWA = 1 m²Th: 160 → 135 °CTc: 15 → 125 °C
U = W/(m²·K)
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 60 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 25 m² है। गर्म तरल 110 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 75 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 60 kWA = 25 m²Th: 110 → 65 °CTc: 25 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 3 kW/K। गर्म धारा 145 °C पर और ठंडी धारा 20 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 5 m² और U = 500 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.कठिन
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 165 से 125 °C तक ठंडा होता है। यह 25 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 200 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 125 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 25.08 kW
- 2. ΔTlm = 19.96 K
- 3. U = 2377 W/(m²·K)
- 4. U = 64.1 W/(m²·K)
- 5. Th,out = 88.18 °C
- 6. A = 9.025 m²
पूरे चरण-दर-चरण हल: इस विषय का अभ्यास examproblems.com पर करें।