1.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 180 से 140 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 115 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 180 → 140 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 110 से 45 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 30 से 45 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 110 → 45 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 410 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 170 से 50 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 135 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.85 है, और U = 300 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 410 kWF = 0.85U = 300 W/(m²·K)Th: 170 → 50 °CTc: 25 → 135 °C
A = m²
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 180 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 175 से 40 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 95 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1000 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 180 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 40 °CTc: 15 → 95 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 170 से 125 °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 = 500 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 125 °Cṁc = 3 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 = 4 kW/K। गर्म धारा 135 °C पर और ठंडी धारा 15 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 3 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 74.19 K
- 2. ΔTlm = 34.1 K
- 3. A = 54.1 m²
- 4. A = 3.807 m²
- 5. A = 1.479 m²
- 6. Th,out = 90 °C
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