संघ से संबंधित **प्रश्नसंग्रह 5-41** के बारे में प्रश्न/जिज्ञासाएँ
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यह प्रश्न इस प्रकार है: एक निरंतर विपरीत-प्रवाह वाले सुखाने वाले उपकरण में, किसी ठोस पदार्थ को गर्म हवा की सहायता से सुखाया जाता है। वायु की स्थिति ज्ञात है: ड्रायर में प्रवेश करते समय वायु की आर्द्रता 0.01 (किग्रा/किग्रा शुष्क भाग) है; एन्थल्पी 120 किजूल/किग्रा है। ड्रायर से बाहर निकलने वाली आर्द्र वायु का तापमान 38 डिग्री सेल्सियस है। सामग्री की स्थिति इस प्रकार है: ड्रायर में प्रवेश करने वाली एवं बाहर निकलने वाली सामग्री में जल-सांद्रता क्रमशः 0.04 (किग्रा/किग्रा शुष्क सामग्री) एवं 0.002 है। प्रवेश एवं निकास बिंदुओं पर तापमान क्रमशः 27 डिग्री सेल्सियस एवं 63 डिग्री सेल्सियस है। निर्वात में पदार्थ का प्रवाह दर: 450 किग्रा/घंटा। शुष्क सामग्री की ऊष्मा क्षमता: 1.465 किजूल/(किग्रा·केल्विन)। मान लीजिए कि ड्रायर से 5 किलोवाट की ऊष्मा हानि हो रही है; ऐसी स्थिति में वायु प्रवाह दर कितनी होगी? मेरी उलझन यह है: *प्रश्नसंग्रह के अंत में दिए गए उत्तरों में H2 का मान लिया गया है; जबकि H2 तो आर्द्र वायु के निकास बिंदु पर मौजूद आर्द्रता को दर्शाता है। और मैंने जो विधि अपनाई, उसमें इस आर्द्रता की आवश्यकता ही नहीं है; बल्कि सीधे ही द्रव-संतुलन एवं ऊष्मा-संतुलन का उपयोग किया गया।**द्रव-संतुलन:**
W (वाष्पीकृत पानी की मात्रा) = GC(X1 – X2) = V(H2 – H1)
इससे पता चलता है कि सूखे हवा में जाने वाले पानी की मात्रा 17.1 किग्रा/घंटा है।
**ऊष्मा-संतुलन:**
सूखने वाली मशीन में नम हवा से प्राप्त ऊष्मा का उपयोग निम्नलिखित उद्देश्यों हेतु किया जाता है:
1. पानी को वाष्पीकृत करना।
2. निर्जल पदार्थों को गर्म करना।
3. ऊष्मा का नुकसान। अतः:
V(1.01 + 1.88H1)(t1 – t2) = 17.1*(r0 + Cv*t2 – Cl*27) + 450*(1.465 + X2*Cl)*(63 – 27) + 5*3600
जहाँ,
V = शुष्क वायु की मात्रा,
r0 = पानी का वाष्पीकरण ऊष्मा,
Cv = गैसीय अवस्था में पानी की विशिष्ट ऊष्मा,
Cl = तरल अवस्था में पानी की विशिष्ट ऊष्मा,
X2 = सामग्री के निकास बिंदु पर पानी की मात्रा।
इस समीकरण से प्राप्त मान V = 1036 है; जबकि सही उत्तर 1486 है। अतः 1036, 1486 से आधा ही है। यह सवाल मुझे दो दिनों से परेशान कर रहा है। मुझे पता है कि मेरा सवाल बहुत लंबा है, इसलिए मैं उन सभी दोस्तों का धन्यवाद करता हूँ जिन्होंने समय निकालकर मेरा पोस्ट पढ़ा। यदि आपने भी यह प्रश्न हल किया है, एवं मुझे मार्गदर्शन दे सकते हैं, तो मैं बहुत-बहुत आभारी रहूँगा! मैं अतिरिक्त अंक दूँगा।
इस पोस्ट को अंतिम बार zwp997 द्वारा 2015-9-9 को 10:40 बजे संपादित किया गया।
ऊष्मा-संतुलन: V(1.01+1.88H1)(t1-t2) = 17.1*(r0+Cv*t2-Cl*27) + 450*(1.465+X2*Cl)*(63-27) + 5*3600।
लेकिन बाएँ हिस्से में त्रुटि है… क्या आपने नमी-आधारित तापन प्रक्रिया का उपयोग किया? दाईं ओर, पहले दो खंडों में तैयार गीली सामग्री संबंधी सूत्र दिए गए हैं। बिल्कुल सही। इसलिए H2 को फिर से प्राप्त करना ही पड़ा। r0 = पानी का वाष्पीकरण ताप,
Cv = गैसीय अवस्था में पानी की विशिष्ट ऊष्मा।
इन दोनों मानों के लिए 27 से 63 के बीच के मान ही लिए जाने चाहिए। ।
ऊष्मा-संतुलन: V(1.01+1.88H1)(t1-t2) = 17.1*(r0+Cv*t2-Cl*27) + 450*(1.465+X2*Cl)*(63-27) + 5*3600।
लेकिन बाएँ हिस्से में त्रुटि है… क्या आपने नमी-आधारित तापन प्रक्रिया का उपयोग किया? दाईं ओर, पहले दो खंडों में तैयार गीली सामग्री संबंधी सूत्र दिए गए हैं। बिल्कुल सही। इसलिए H2 को फिर से प्राप्त करना ही पड़ा। r0 = पानी का वाष्पीकरण ताप,
Cv = गैसीय अवस्था में पानी की विशिष्ट ऊष्मा।
इन दोनों मानों के लिए 27 से 63 के बीच के मान ही लिए जाने चाहिए। ।
सबसे पहले, आपके जवाब के लिए बहुत-बहुत धन्यवाद। आपका मतलब मुझे पूरी तरह समझ में आया। मुझे पता है कि मैंने कहाँ गलती की। मैंने गणना करते समय रासायनिक प्रक्रियाओं से संबंधित पाठ्यपुस्तकों में दिए गए “निरंतर सूखने” संबंधी मॉडलों का ही उपयोग किया; अर्थात्, मैंने यह मान लिया कि सूखने वाले उपकरण से पहले एक प्री इस तरह, ड्रायर के निकास बिंदु पर स्थिति सही नहीं रहती। यानी, यह बिल्कुल गलत है!
यह दो साल पहले का पोस्ट है… मुझे भी याद नहीं है। लेकिन, आपको शुभकामनाएँ। मैं तो पहले ही वहाँ से गुजर चुका हूँ, हे ह