उत्तरों सहित ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट

मुफ़्त प्रिंट करने योग्य ऊष्मा विनिमयक (LMTD) वर्कशीट: आसान से परीक्षा स्तर तक 6 प्रश्न, उत्तर कुंजी सहित। इसे प्रिंट करें या PDF के रूप में सहेजें।

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नाम: ____________________   दिनांक: ____________

1.आसान
लंबाईT150 °C60 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमयक में गर्म तरल 150 से 60 °C तक ठंडा होता है जबकि ठंडा तरल 15 से 60 °C तक गर्म होता है। लघुगणकीय माध्य तापांतर ΔTlm ज्ञात कीजिए।

Th: 150 → 60 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
2.आसान
लंबाईT145 °C100 °C?30 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 145 से 100 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.मध्यम
लंबाईT130 °C50 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

एक शेल-एंड-ट्यूब ऊष्मा विनिमयक (एक शेल पास, दो ट्यूब पास) को 80 kW स्थानांतरित करना है। गर्म तरल 130 से 50 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 10 से 120 °C तक गर्म होता है। इस व्यवस्था के लिए LMTD संशोधन गुणक F = 0.85 है, और U = 1000 W/(m²·K)। आवश्यक ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल A ज्ञात कीजिए।

Q̇ = 80 kWF = 0.85U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 50 °CTc: 10 → 120 °C
A = m²
4.मध्यम
लंबाईT105 °C55 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂समांतर प्रवाह

एक समांतर-प्रवाह ऊष्मा विनिमयक 130 kW स्थानांतरित करता है। इसका ऊष्मा अंतरण क्षेत्रफल 3 m² है। गर्म तरल 105 से 55 °C तक ठंडा होता है और ठंडा तरल 15 से 35 °C तक गर्म होता है। समग्र ऊष्मा अंतरण गुणांक U ज्ञात कीजिए।

Q̇ = 130 kWA = 3 m²Th: 105 → 55 °CTc: 15 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.कठिन
लंबाईT120 °C50 °C31.72 °C20 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

गर्म तेल (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 120 से 50 °C तक ठंडा होता है। यह 20 °C पर प्रवेश करने वाले 3 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 = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.कठिन
लंबाईT120 °C55 °C49.44 °C30 °CΔT₁ΔT₂प्रतिप्रवाह

गर्म तेल (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) एक प्रतिप्रवाह विनिमयक में 120 से 55 °C तक ठंडा होता है। यह 30 °C पर प्रवेश करने वाले 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

उत्तर कुंजी

  1. 1. ΔTlm = 64.92 K
  2. 2. Tc,out = 46.96 °C
  3. 3. A = 4.349 m²
  4. 4. U = 931.1 W/(m²·K)
  5. 5. A = 5.445 m²
  6. 6. A = 18.5 m²

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