1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 0.2 kg/s एथेनॉल (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) को 15 से 65 °C तक गर्म किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 0.2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 15 → 65 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 140 से 75 °C तक ठंडा होता है। यह 10 °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: 140 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 30 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 180 से 65 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 110 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 30 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 65 °CTc: 30 → 110 °C
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 370 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 140 से 80 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 30 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 300 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 370 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.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 100 से 70 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 20 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 50 mm है, और U = 400 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: 100 → 70 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 100 से 55 °C तक ठंडा होता है। यह 15 °C पर प्रवेश करने वाले 1 kg/s पानी (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। U = 300 W/(m²·K) के साथ आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 24.4 kW
- 2. Tc,out = 27.88 °C
- 3. A = 1.98 m²
- 4. A = 15.42 m²
- 5. L = 8.398 m
- 6. A = 21.18 m²
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