1.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 115 से 55 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 20 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 115 → 55 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 0.8 kg/s ग्लाइकॉल मिश्रण (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) को 85 से 45 °C तक ठंडा किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 0.8 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 85 → 45 °C
Q̇ = kW
3.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 280 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 130 से 70 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 105 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 70 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 120 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 12 m² है। गर्म तरल 180 से 160 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 30 से 95 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 120 kWA = 12 m²Th: 180 → 160 °CTc: 30 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
एक प्रतिप्रवाह डबल-पाइप ऊष्मा विनिमयक में गर्म तेल (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) भीतरी नली में बहता है और 140 से 100 °C तक ठंडा होता है। वलयाकार स्थान में पानी (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) 25 °C पर प्रवेश करता है। भीतरी नली का व्यास 25 mm है, और U = 300 W/(m²·K) इसी व्यास पर आधारित है। आवश्यक नली लंबाई L ज्ञात कीजिए।
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 0.5 kW/K। गर्म धारा 90 °C पर और ठंडी धारा 30 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 1.5 m² और U = 800 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 30 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. ΔTlm = 66.92 K
- 2. Q̇ = 115.2 kW
- 3. A = 17.55 m²
- 4. U = 98.38 W/(m²·K)
- 5. L = 23.56 m
- 6. Th,out = 47.65 °C
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