1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 2.5 kg/s हल्का तेल (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) को 100 से 35 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 2.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 100 → 35 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 2 kg/s एथेनॉल (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) को 90 से 30 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 90 → 30 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 140 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 25 से 40 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 3500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Ts = 140 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 40 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 110 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 2.5 m² है। गर्म तरल 120 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 25 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 110 kWA = 2.5 m²Th: 120 → 100 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 105 से 85 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
6 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 1500 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 120 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 30 °C पर नलियों में प्रवेश करता है। पानी का निर्गम तापमान Tc,out ज्ञात कीजिए।
Ts = 120 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 341.3 kW
- 2. Q̇ = 292.8 kW
- 3. A = 0.6677 m²
- 4. U = 481.5 W/(m²·K)
- 5. A = 0.5972 m²
- 6. Tc,out = 76.09 °C
पूरे चरण-दर-चरण हल: इस विषय का अभ्यास examproblems.com पर करें।