1.आसान
एक ऊष्मा विनिमयक में 2.5 kg/s एथेनॉल (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) को 30 से 85 °C तक गर्म किया जाता है। ऊष्मा अंतरण दर Q̇ ज्ञात कीजिए।
ṁ = 2.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 30 → 85 °C
Q̇ = kW
उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट
2.आसान
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 170 से 60 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 10 से 95 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।
Th: 170 → 60 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
3.मध्यम
एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 470 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 4 m² है। गर्म तरल 120 से 100 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 55 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 470 kWA = 4 m²Th: 120 → 100 °CTc: 10 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.मध्यम
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक 360 kW स्थानांतरित करता है। गर्म तरल 110 से 95 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 40 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक 1500 W/(m²·K) है। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।
Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.कठिन
गर्म तेल (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 165 से 110 °C तक ठंडा होता है। यह 25 °C पर प्रवेश करने वाले 0.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 110 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में दोनों धाराओं की ऊष्मा धारिता दर समान है, ṁ·cp = 0.5 kW/K। गर्म धारा 150 °C पर और ठंडी धारा 20 °C पर प्रवेश करती है। विनिमयक में A = 1 m² और U = 500 W/(m²·K) है। गर्म निर्गम तापमान Th,out ज्ञात कीजिए।
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 20 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
उत्तर कुंजी
- 1. Q̇ = 335.5 kW
- 2. ΔTlm = 61.66 K
- 3. U = 1616 W/(m²·K)
- 4. A = 3.106 m²
- 5. A = 16.6 m²
- 6. Th,out = 85 °C
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