1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 2 kg/s एथेनॉल (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) को 115 से 95 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 115 → 95 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 100 से 75 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 25 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 100 → 75 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 350 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 175 से 40 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 25 से 130 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 350 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 40 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
4.मध्यम
एक संघनित्र में भाप नलियों के बाहर स्थिर 105 °C पर संघनित होती है। ठंडा करने वाला पानी (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) नलियों से होकर बहता है और 15 से 60 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 3500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.कठिन
6 m² ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल और U = 1500 W/(m²·K) वाले एक संघनित्र की नलियों के बाहर भाप स्थिर 140 °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 = 140 °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 ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 3 kW/K। गर्म धारा 120 °C पर और ठंडी धारा 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 5 m² और U = 200 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 97.6 kW
- 2. ΔTlm = 65.96 K
- 3. A = 8.545 m²
- 4. A = 2.483 m²
- 5. Tc,out = 102.5 °C
- 6. Th,out = 92.5 °C
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