उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट

गर्म तेल (1.5 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 115 से 60 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 0.8 kg/s पानी (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) को गर्म करता है। परिवेश में कोई ऊष्मा हानि नहीं होती। पानी का निर्गम तापमान T_c,out ज्ञात कीजिए।

एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 150 से 105 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 30 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔT_lm ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 200 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 110 से 90 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 55 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 590 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 120 से 105 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 20 से 110 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.88 है, और U = 200 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·c_p = 2 kW/K। गर्म धारा 155 °C पर और ठंडी धारा 10 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 3 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान T_h,out ज्ञात कीजिए।

एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.3 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 155 से 65 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (0.8 kg/s, c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) 15 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 20 mm है, और U = 200 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।