1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 135 से 95 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 20 से 35 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 135 → 95 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 150 से 55 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 2 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 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 100 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 180 से 120 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 100 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 120 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 190 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 4 m² है। गर्म तरल 125 से 45 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 190 kWA = 4 m²Th: 125 → 45 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
6 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 1500 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 100 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (2 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 = 100 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 125 से 50 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 50 mm है, और U = 300 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: 125 → 50 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 84.54 K
- 2. Tc,out = 46.14 °C
- 3. A = 1.577 m²
- 4. U = 817 W/(m²·K)
- 5. Tc,out = 76.15 °C
- 6. L = 36.31 m
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