1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 80 से 45 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 80 → 45 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 80 से 50 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 20 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 80 → 50 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 110 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 30 से 70 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 3000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 70 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 200 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 2.5 m² है। गर्म तरल 105 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 75 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 200 kWA = 2.5 m²Th: 105 → 80 °CTc: 25 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 155 से 70 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 2 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 0.5 kW/K। गर्म धारा 135 °C पर और ठंडी धारा 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 4 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 41.24 K
- 2. ΔTlm = 47.21 K
- 3. A = 2.897 m²
- 4. U = 2957 W/(m²·K)
- 5. A = 2.467 m²
- 6. Th,out = 58.08 °C
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