कृपया किसी विशेषज्ञ से मदद करने को कहें – भाप-आदान-प्रदान संबंधी समस्या।
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हमारे यहाँ एक हीट एक्सचेंजर है, जिसमें 0.8 मेगापास्कल (175 डिग्री सेल्सियस) दबाव वाली भाप का उपयोग ऊष्मा प्रदान करने हेतु किया जाता है। मैं इसे 0.4 मेगापास्कल (143 डिग्री सेल्सियस) दबाव वाली भाप से चलाना चाहता हूँ। जिस पदार्थ को गर्म किया जा रहा है, उसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 2020 किलोजूल/किग्रा·केल्विन है। इस पदार्थ का तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से बढ़कर 150 डिग्री सेल्सियस हो जाता है; पदार्थ का द्रव्यमान 1500 किग्रा है। ऊष्मा-विनिमय मात्रा Q = 2020 × 100 × 1500 = 303 × 10^-6 जूल।0.8 मेगापास्कल दबाव वाली भाप का पानी फ्लेशिंग प्रक्रिया से गुजरता है; इस प्रक्रिया के बाद यह 0.2 मेगापास्कल दबाव वाली भाप में बदल जाता है। ड्रेनेज उपकरणों पर दबाव 0.4 मेगापास्कल होता है। 0.4 मेगापास्कल दबाव वाली भाप में बदलने के बाद, पानी सामान्य दबाव वाली नली में जाता है।
मेरी गणना अनुमानित है; इसलिए मैंने स्पष्ट ऊष्मा की गणना नहीं की, केवल अंतर्निहित ऊष्मा की ही गणना की।
पानी की ऊष्मा-मात्रा: H(0.8 मेगापास्कल) = 2768, H(0.4 मेगापास्कल) = 2738।
m(0.8 मेगापास्कल) × H(0.8 मेगापास्कल) = 303 × 10^-6 जूल; m(0.8 मेगापास्कल) = 109 किग्रा।
m(0.4 मेगापास्कल) × H(0.4 मेगापास्कल) = 303 × 10^-6 जूल; m(0.4 मेगापास्कल) = 110 किग्रा।
क्या 0.8 मेगापास्कल एवं 0.4 मेगापास्कल दबाव वाली भापों की ऊष्मा-मात्रा में इतना ही अंतर है? क्या मेरी गणना प्रक्रिया सही है? कौन-सा विद्वान मुझे मार्गदर्शन दे सकता है?
आपका मतलब तो अत्यधिक गर्म भाप ही होगा। 0.8 मेगापास्कल वाली भाप एवं 0.4 मेगापास्कल वाली भाप की ऊष्मा में वाकई में बहुत अंतर नहीं है। दबाव को कम करने हेतु, कम तापमान वाली ऊष्मा का उपयोग किया जा सकता है। लेकिन जितना तापमान कम होगा, ऊष्मा स्थानांतरण हेतु आवश्यक अंतर भी उतना ही कम हो जाएगा; इसलिए ऊष्मा आदान-प्रदान हेतु आवश्यक उपकरणों का क्षेत्रफल भी अधिक हो जाएगा। यहाँ आर्थिक दृष्टि से भी विचार करना आवश्यक है – क
कृपया देखिए, क्या मेरी गणना में कोई त्रुटि नहीं है? क्या “सामग्री की ऊष्मा-विनिमय क्षमता = भाप का द्रव्यमान × भाप का एन्थाल्पी मान” ही सही सूत्र है?
भाप की खपत की गणना करने में कोई समस्या नहीं है, लेकिन क्या पोस्ट करने वाले व्यक्ति ने यह जरूर सोचा है कि हीट एक्सचेंजर का ऊष्मा-आदान क्षेत्र पर्याप्त है या नहीं? चूँकि आपने भाप का दबाव कम कर दिया है, इसलिए ठंडी एवं गर्म तरल पदार्थों के बीच का तापमान अंतर कम हो गया है। अब यह जाँचना आवश्यक है कि ऊष्मा-आदान हेतु आवश्यक क्षेत्र
अचानक पता चला कि माल को 150℃ तक गर्म करना है; 0.4 मेगापास्कल (143℃) वाली भाप से माल को इस तापमान तक गर्म नहीं किया जा सकता।
ऊष्मा संचरण हेतु तापमान-अंतर का एक आरेख बनाइए; जिसमें भाप के तापमान में होने वाले परिवर्तनों की रेखा, पदार्थ के तापमान में होने वाले परिवर्तनों की रेखा से कभी न मिले। पहला वाला ऊपर होना चाहिए।
तो मुझे समझ आ गया। मैंने एक समस्या को नजरअंदाज कर दिया… बस, गणना में कोई समस्या न हो, यही पर्याप्त है।
मैंने इस ऊष्मा-हस्तांतरण संबंधी आरेख को कभी नहीं बनाया है। मैं डूयान पर जाकर देखूँगा। बहुत-बहुत धन्यवाद।