Heat Transfer MCQ Quiz in मल्याळम - Objective Question with Answer for Heat Transfer - സൗജന്യ PDF ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യുക
Last updated on Apr 6, 2025
Latest Heat Transfer MCQ Objective Questions
Heat Transfer Question 1:
ഒരു പൈപ്പിൽ, പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹം ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണമായും വികസിപ്പിച്ച സ്ഥലത്ത് ലാമിനാർ ഒഴുകുന്നു, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 1 Detailed Solution
വിശദീകരണം:
ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില:
പൈപ്പിന്റെ ഒരു ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയെ നിർവചിക്കുന്നത് ഇപ്രകാരമാണ്. പൈപ്പിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ അർധവ്യാസം r മായി ബന്ധപ്പെട്ട് ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയുടെ വ്യതിയാനം കണക്കിലെടുത്ത് ശരാശരി കണക്കാക്കുന്ന താപനില.
Q = ṁ × Cp × Tb
ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകം വഹിക്കുന്ന താപമാണ് Q, ṁ എന്നത് i പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്, ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയാണ് Tb.
നിർബന്ധിത സംവഹന പ്രവാഹത്തിൽ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥകളുണ്ട്.
സ്ഥിരമായ താപ പ്രവാഹ അവസ്ഥകൾ:
പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹമുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിത പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ബൾക്ക് എന്നാൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയും ഭിത്തിയുടെ താപനിലയും പ്രവാഹദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു. ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ ഇത് വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു,
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥകൾ:
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനിലയുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിച്ച പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില മാത്രമേ പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നുള്ളൂ.
കുറിപ്പ്:
സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹ അവസ്ഥയ്ക്ക്, നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 4.36
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥയ്ക്ക് നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 3.66
Heat Transfer Question 2:
സമതലങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് മരുഭൂമിയിലെ രാത്രികൾ തണുപ്പായിരിക്കും കാരണം;
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 2 Detailed Solution
ശരിയായ ഉത്തരം മണൽ ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ ചൂട് പ്രസരിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ്.
പ്രധാന പോയിന്റുകൾ
- മരുഭൂമിയിലെ ജൈവമണ്ഡലങ്ങൾ
- ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ മണൽ ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുകയും വികിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
- അങ്ങനെ രാത്രിയിൽ മണലിന്റെ താപനില വളരെ വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു, ഇത് മരുഭൂമികളിൽ ചുറ്റുപാടുകൾ തണുപ്പിക്കുന്നു.
- സമതലങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് മരുഭൂമികളിലെ രാത്രികൾ തണുപ്പായിരിക്കും, കാരണം മണൽ ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ ചൂട് പ്രസരിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഓപ്ഷൻ 1 ശരിയാണ്.
- മരുഭൂമികളിലെ വായുവിൽ വളരെ കുറച്ച് ജലബാഷ്പം മാത്രമേ ഉള്ളൂ എന്നതിനാൽ, ഒരു മരുഭൂമിയിൽ ചൂടോ തണുപ്പോ പിടിച്ചുനിർത്തുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.
- രാത്രിയിൽ, സൂര്യൻ മരുഭൂമിയെ ചൂടാക്കുന്നില്ല, പകൽ ചൂടും അവിടെ തങ്ങിനിൽക്കുന്നില്ല.
- ഇക്കാരണത്താൽ, ചില മരുഭൂമികളിൽ രാത്രിയിൽ തണുപ്പ് അനുഭവപ്പെടാം, 40F-ൽ താഴെയായി താഴാം, ഇത് കോട്ട് കാലാവസ്ഥയാണ്.
അധിക വിവരം
- എല്ലാ ബയോമുകളിലും ഏറ്റവും വരണ്ടതാണ് മരുഭൂമി ബയോമുകൾ.
- ഒരു മരുഭൂമിയുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട സവിശേഷത അവിടെ വളരെ കുറച്ച് മഴ മാത്രമേ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ എന്നതാണ്.
- മഴക്കാടുകൾക്ക് 2,000 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ മഴ ലഭിക്കുന്നതിനാൽ, മിക്ക മരുഭൂമികളിലും പ്രതിവർഷം 300 മില്ലിമീറ്ററിൽ താഴെ മഴ മാത്രമേ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ.
- അതായത്, ഒരു മഴക്കാടിൽ ലഭിക്കുന്ന മഴയുടെ 10 ശതമാനം മാത്രമേ മരുഭൂമിയിൽ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ!
- മരുഭൂമിയിലെ താപനില പകൽ മുതൽ രാത്രി വരെ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടാം, കാരണം വായു വളരെ വരണ്ടതായതിനാൽ രാത്രിയിൽ ചൂട് വേഗത്തിൽ പുറത്തുപോകും.
- പകൽ സമയത്തെ ശരാശരി താപനില 38°C ആണ്, ചില മരുഭൂമികളിൽ രാത്രിയിൽ -4°C വരെ താഴാം.
- മരുഭൂമിയുടെ സ്ഥാനം അനുസരിച്ച് താപനിലയും വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.
- മരുഭൂമിയിലെ അവസ്ഥ വളരെ കഠിനമായതിനാൽ, അവിടെ വസിക്കുന്ന സസ്യങ്ങൾ വെള്ളത്തിന്റെ അഭാവം നികത്താൻ പൊരുത്തപ്പെടുത്തലുകൾ നടത്തേണ്ടതുണ്ട്.
- കള്ളിച്ചെടി പോലുള്ള ചില സസ്യങ്ങൾ അവയുടെ തണ്ടുകളിൽ വെള്ളം സംഭരിക്കുകയും വളരെ സാവധാനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം കുറ്റിച്ചെടികൾ പോലുള്ള മറ്റു ചിലത് കുറച്ച് ഇലകൾ വളർത്തിയോ വെള്ളം ശേഖരിക്കാൻ വലിയ വേരുകളുള്ളോ വെള്ളം സംരക്ഷിക്കുന്നു.
- ചില മരുഭൂമി സസ്യജാലങ്ങൾക്ക് മഴക്കാലത്ത് മാത്രം നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ഏതാനും ആഴ്ചകൾ മാത്രമുള്ള ഒരു ഹ്രസ്വ ജീവിതചക്രം ഉണ്ട്.
Heat Transfer Question 3:
ഒരു ചൂളയ്ക്ക് വൈദ്യുതി ഏൽക്കാതിരിക്കാൻ പൊതിഞ്ഞ റിഫ്രാക്ടറി ലൈനിംഗ് ഉണ്ട്. വസ്തുക്കളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള താപ ചാലകത 0.03 W/ m K ആണ്. ലൈനിംഗിന്റെ കനം 100 മില്ലീമീറ്ററാണ്. ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ താപനില യഥാക്രമം 250°Cഉം 50°Cഉം ആണ്. ചുറ്റുപാടുകളിലേക്കുള്ള താപനഷ്ടം എത്രയായിരിക്കും?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 3 Detailed Solution
ആശയം:
ചുമരിലൂടെയുള്ള താപ കൈമാറ്റം തന്നിരിക്കുന്നത്,
\(Q = \; - kA\frac{{dT}}{{dx}}\)
k എന്നാൽ താപ ചാലകതയും A എന്നാൽ ഒഴുക്കിന്റെ സാമാന്യ വിസ്തീർണ്ണവും dT എന്നാൽ താപ വ്യതിയാനവും dx ഭിത്തിയുടെ കനവുമാണ്.
കണക്കുകൂട്ടൽ:
നൽകിയിരിക്കുന്നത്, വൈദുതി ചാലകത k = 0.03 W/m K, കനം t = 100 mm, Ti = 250°C, To = 50°C
ചുറ്റുപാടിലേക്കുള്ള താപ നഷ്ടം ,യൂണിറ്റ് വിസ്തീർണ്ണത്തിൽ
\(Q = \; - kA\frac{{dT}}{{dx}} = \; - 0.03 \times \left( {\frac{{50^\circ C - 250^\circ C}}{{0.1}}} \right) = 60\;J/{m^2}/s\)
Heat Transfer Question 4:
T1 താപനിലയിൽ 2 സെന്റിമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഗോളത്തിന്റെ രൂപത്തിലുള്ള ബോഡി1 ബോഡി2 ൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, ഇത് 5 സെന്റിമീറ്റർ വശമുള്ള പൊള്ളയായ ക്യൂബാണ്, ഇതിന്റെ താപനില T2 (T2
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 4 Detailed Solution
ആശയം:
സംയോജന നിയമം: F11 + F12 = 1
പരസ്പര സിദ്ധാന്തം(Reciprocity theorem) : A1 F12 = A2 F21 (A ആണ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
1 ഗോളത്തെയും 2 ക്യൂബിനെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഗോളത്തിന്റെ വ്യാസാർധം = 2 cm, ക്യൂബിന്റെ വശം = 5 cm
ഗോളത്തിന് F11 = 0, F12 = 1 (ഗോളത്തിൽ നിന്നുള്ള എല്ലാ വികിരണങ്ങളും ക്യൂബിൽ പതിക്കുന്നു)
A1 = 4πr2
A2 = 6a2
(പരസ്പര സിദ്ധാന്തം)Reciprocity theorem
A1 F12 = A2 F21
\({F_{21}} = \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}} = \;\frac{{4\pi {2^2}}}{{6\; \times \;{5^2}}} = 0.335\;\;\)\({F_{21}} = \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}} = \;\frac{{4\pi {2^2}}}{{6\; \times \;{5^2}}} = 0.335\;\;\)
Heat Transfer Question 5:
ഒരു ക്രോസ്-ഫ്ലോ തരം എയർ ഹീറ്ററിന് 50 m2 വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്. മൊത്തത്തിലുള്ള കൈമാറ്റ ഗുണകം 100 W /m2 K ആണ്; പ്രവാഹത്തിന്റെ താപശേഷി ചൂടോ തണുപ്പോ ആകട്ടെ 1000 W / K ആണ്. എന്താണ് NTU?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 5 Detailed Solution
ആശയം,
താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ ഫലപ്രാപ്തിയുടെ അളവാണ് NTU.
മാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ താപ കൈമാറ്റ വലുപ്പത്തിന്റെ അളവാണ് NTU, NTUവിന്റെ മൂല്യം വലുതാകുമ്പോൾ, താപമാറ്റ യന്ത്രം അതിന്റെ താപവൈദ്യുത പരിധിയിലെത്തുന്നു.
\(NTU = \frac{{UA}}{{{C_{min}}}}\)
ചൂടും തണുപ്പുമുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾക്കിടയിലെ മിനിമം താപശേഷി ആണ് Cmin
കണക്കുകൂട്ടൽ:
തന്നിരിക്കുന്നത്,
A = 50 m2, U = 100 W/m2 K,
Cmax = Cmin = 1000 W/K
\(NTU = \frac{{100 \times 50}}{{1000}} = 5\)
Top Heat Transfer MCQ Objective Questions
ഒരു പൈപ്പിൽ, പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹം ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണമായും വികസിപ്പിച്ച സ്ഥലത്ത് ലാമിനാർ ഒഴുകുന്നു, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 6 Detailed Solution
Download Solution PDFവിശദീകരണം:
ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില:
പൈപ്പിന്റെ ഒരു ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയെ നിർവചിക്കുന്നത് ഇപ്രകാരമാണ്. പൈപ്പിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ അർധവ്യാസം r മായി ബന്ധപ്പെട്ട് ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയുടെ വ്യതിയാനം കണക്കിലെടുത്ത് ശരാശരി കണക്കാക്കുന്ന താപനില.
Q = ṁ × Cp × Tb
ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകം വഹിക്കുന്ന താപമാണ് Q, ṁ എന്നത് i പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്, ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയാണ് Tb.
നിർബന്ധിത സംവഹന പ്രവാഹത്തിൽ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥകളുണ്ട്.
സ്ഥിരമായ താപ പ്രവാഹ അവസ്ഥകൾ:
പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹമുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിത പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ബൾക്ക് എന്നാൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയും ഭിത്തിയുടെ താപനിലയും പ്രവാഹദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു. ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ ഇത് വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു,
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥകൾ:
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനിലയുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിച്ച പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില മാത്രമേ പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നുള്ളൂ.
കുറിപ്പ്:
സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹ അവസ്ഥയ്ക്ക്, നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 4.36
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥയ്ക്ക് നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 3.66
ചൂടുള്ള വാതകങ്ങൾ 200°Cൽ താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിൽ പ്രവേശിക്കുകയും 150°Cൽ പുറത്ത് വരികയും ചെയ്യുന്നു. തണുത്ത വായു 40°Cൽ പ്രവേശിക്കുകയും 140°Cൽ പുറത്തുവരികയും ചെയ്യുന്നു. താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ കാര്യശേഷി അനുപാതം എത്രയാണ്?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 7 Detailed Solution
Download Solution PDFആശയം:
ദ്രാവകത്തിന്റെ താപശേഷി പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ തോതും ദ്രാവകത്തിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട താപവുമാണ്.
താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിലെ ശേഷി അനുപാതം കുറഞ്ഞ താപശേഷിയുടെയും പരമാവധി താപശേഷിയുടെയും അനുപാതമാണ്.
താപശേഷിയുടെ അനുപാതം \(R = \frac{{{C_{min}}}}{{{C_{max}}}}\)
ഒരു താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിൽ,
ചൂടുള്ള വാതകം പുറത്തുവിടുന്ന താപം = തണുത്ത വാതകം നേടിയ ചൂട്.
ṁh Cph (Thi - The) = ṁc Cpc (Tce - Tci)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
തന്നിരിക്കുന്നത്, Thi = 200°C, The = 150°C, Tce = 140°C, Tci = 40°C
ഇപ്പോൾ,
ṁh Cph (200 - 150) = ṁc Cpc (140 - 40)
ṁh Cph × 50 = ṁc Cpc × 100
കൃത്യമായി, ചൂടുള്ള ദ്രാവകവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ തണുത്ത ദ്രാവക ശേഷി കുറവാണ്
\(R = \frac{{50}}{{100}}= 0.5\)
ഒരു ക്രോസ്-ഫ്ലോ തരം എയർ ഹീറ്ററിന് 50 m2 വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്. മൊത്തത്തിലുള്ള കൈമാറ്റ ഗുണകം 100 W /m2 K ആണ്; പ്രവാഹത്തിന്റെ താപശേഷി ചൂടോ തണുപ്പോ ആകട്ടെ 1000 W / K ആണ്. എന്താണ് NTU?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 8 Detailed Solution
Download Solution PDFആശയം,
താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ ഫലപ്രാപ്തിയുടെ അളവാണ് NTU.
മാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ താപ കൈമാറ്റ വലുപ്പത്തിന്റെ അളവാണ് NTU, NTUവിന്റെ മൂല്യം വലുതാകുമ്പോൾ, താപമാറ്റ യന്ത്രം അതിന്റെ താപവൈദ്യുത പരിധിയിലെത്തുന്നു.
\(NTU = \frac{{UA}}{{{C_{min}}}}\)
ചൂടും തണുപ്പുമുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾക്കിടയിലെ മിനിമം താപശേഷി ആണ് Cmin
കണക്കുകൂട്ടൽ:
തന്നിരിക്കുന്നത്,
A = 50 m2, U = 100 W/m2 K,
Cmax = Cmin = 1000 W/K
\(NTU = \frac{{100 \times 50}}{{1000}} = 5\)
T1 താപനിലയിൽ 2 സെന്റിമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഗോളത്തിന്റെ രൂപത്തിലുള്ള ബോഡി1 ബോഡി2 ൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, ഇത് 5 സെന്റിമീറ്റർ വശമുള്ള പൊള്ളയായ ക്യൂബാണ്, ഇതിന്റെ താപനില T2 (T2
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 9 Detailed Solution
Download Solution PDF
ആശയം:
സംയോജന നിയമം: F11 + F12 = 1
പരസ്പര സിദ്ധാന്തം(Reciprocity theorem) : A1 F12 = A2 F21 (A ആണ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
1 ഗോളത്തെയും 2 ക്യൂബിനെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഗോളത്തിന്റെ വ്യാസാർധം = 2 cm, ക്യൂബിന്റെ വശം = 5 cm
ഗോളത്തിന് F11 = 0, F12 = 1 (ഗോളത്തിൽ നിന്നുള്ള എല്ലാ വികിരണങ്ങളും ക്യൂബിൽ പതിക്കുന്നു)
A1 = 4πr2
A2 = 6a2
(പരസ്പര സിദ്ധാന്തം)Reciprocity theorem
A1 F12 = A2 F21
\({F_{21}} = \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}} = \;\frac{{4\pi {2^2}}}{{6\; \times \;{5^2}}} = 0.335\;\;\)\({F_{21}} = \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}} = \;\frac{{4\pi {2^2}}}{{6\; \times \;{5^2}}} = 0.335\;\;\)
ഒരു ചൂളയിൽ നിന്ന് 150mm ഘനമുള്ള റിഫ്രാക്ടറി ഭിത്തി വഴിയുള്ള താപ നഷ്ടം 50 W/m2 ആണ്. റിഫ്രാക്ടറി വസ്തുക്കളുടെ ശരാശരി താപ ചാലകത 0.05 W/mK ആണെങ്കിൽ ഭിത്തി വഴിയുള്ള താപനില വീഴ്ച എത്രയാണ്?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 10 Detailed Solution
Download Solution PDFആശയം:
ഫോറിയർ നിയമമനുസരിച്ച്, ഒരേ തരത്തിലുള്ള ഖരത്തിലൂടെയുള്ള താപയൊഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്,Q, താപയൊഴുക്കിന്റെ ദിശയിലേക്കുള്ള വലത് കോണിന്റെ വിസ്തീർണ്ണത്തിനും A, താപയൊഴുക്കിന്റെ വഴിയിലെ താപനില വ്യത്യാസത്തിനും dT,തുല്യാനുപാതത്തിലാണ്.
\(Q = - kA\frac{{dT}}{{dx}}\;\)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
തന്നിരിക്കുന്നത്:
dx = 150 mm = 0.15 m, k = 0.05 W/mK, Q = 50 W/m2
\(Q = - kA\frac{{dT}}{{dx}}\;\)
\(50 = 0.05 \times \frac{{dT}}{{0.15}}\)
\(dT = \frac{{50 \times 0.15}}{{0.05}} = 150^\circ C\)
ഒരു ചൂളയ്ക്ക് വൈദ്യുതി ഏൽക്കാതിരിക്കാൻ പൊതിഞ്ഞ റിഫ്രാക്ടറി ലൈനിംഗ് ഉണ്ട്. വസ്തുക്കളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള താപ ചാലകത 0.03 W/ m K ആണ്. ലൈനിംഗിന്റെ കനം 100 മില്ലീമീറ്ററാണ്. ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ താപനില യഥാക്രമം 250°Cഉം 50°Cഉം ആണ്. ചുറ്റുപാടുകളിലേക്കുള്ള താപനഷ്ടം എത്രയായിരിക്കും?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 11 Detailed Solution
Download Solution PDFആശയം:
ചുമരിലൂടെയുള്ള താപ കൈമാറ്റം തന്നിരിക്കുന്നത്,
\(Q = \; - kA\frac{{dT}}{{dx}}\)
k എന്നാൽ താപ ചാലകതയും A എന്നാൽ ഒഴുക്കിന്റെ സാമാന്യ വിസ്തീർണ്ണവും dT എന്നാൽ താപ വ്യതിയാനവും dx ഭിത്തിയുടെ കനവുമാണ്.
കണക്കുകൂട്ടൽ:
നൽകിയിരിക്കുന്നത്, വൈദുതി ചാലകത k = 0.03 W/m K, കനം t = 100 mm, Ti = 250°C, To = 50°C
ചുറ്റുപാടിലേക്കുള്ള താപ നഷ്ടം ,യൂണിറ്റ് വിസ്തീർണ്ണത്തിൽ
\(Q = \; - kA\frac{{dT}}{{dx}} = \; - 0.03 \times \left( {\frac{{50^\circ C - 250^\circ C}}{{0.1}}} \right) = 60\;J/{m^2}/s\)
20cm ഘനവും1 m2 വിസ്തീർണ്ണവുമുള്ള നിരപ്പായ മതിലിന്റെ താപ ചാലകത 0.5 W/m ആണ്. 100°C താപനില വ്യത്യാസം K. A അതിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു. അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ താപയൊഴുക്ക് എത്രയാണ്?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 12 Detailed Solution
Download Solution PDFആശയം:
ഫോറിയർ നിയമമനുസരിച്ച്, ഒരേ തരത്തിലുള്ള ഖരത്തിലൂടെയുള്ള താപയൊഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്,Q, താപയൊഴുക്കിന്റെ ദിശയിലേക്കുള്ള വലത് കോണിന്റെ വിസ്തീർണ്ണത്തിനും A, താപയൊഴുക്കിന്റെ വഴിയിലെ താപനില വ്യത്യാസത്തിനും dT,തുല്യാനുപാതത്തിലാണ്.
\(Q = - kA\frac{{dT}}{{dx}}\;\)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
Given, dx = 20 cm = 0.2 m, k = 0.5 W/m. K, A = 1 m2, dT = 100°C
\(Q = 0.5 \times 1 \times \frac{{100}}{{0.2}} = 250\;W\)സമതലങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് മരുഭൂമിയിലെ രാത്രികൾ തണുപ്പായിരിക്കും കാരണം;
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 13 Detailed Solution
Download Solution PDFശരിയായ ഉത്തരം മണൽ ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ ചൂട് പ്രസരിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ്.
പ്രധാന പോയിന്റുകൾ
- മരുഭൂമിയിലെ ജൈവമണ്ഡലങ്ങൾ
- ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ മണൽ ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുകയും വികിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
- അങ്ങനെ രാത്രിയിൽ മണലിന്റെ താപനില വളരെ വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു, ഇത് മരുഭൂമികളിൽ ചുറ്റുപാടുകൾ തണുപ്പിക്കുന്നു.
- സമതലങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് മരുഭൂമികളിലെ രാത്രികൾ തണുപ്പായിരിക്കും, കാരണം മണൽ ഭൂമിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ ചൂട് പ്രസരിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഓപ്ഷൻ 1 ശരിയാണ്.
- മരുഭൂമികളിലെ വായുവിൽ വളരെ കുറച്ച് ജലബാഷ്പം മാത്രമേ ഉള്ളൂ എന്നതിനാൽ, ഒരു മരുഭൂമിയിൽ ചൂടോ തണുപ്പോ പിടിച്ചുനിർത്തുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.
- രാത്രിയിൽ, സൂര്യൻ മരുഭൂമിയെ ചൂടാക്കുന്നില്ല, പകൽ ചൂടും അവിടെ തങ്ങിനിൽക്കുന്നില്ല.
- ഇക്കാരണത്താൽ, ചില മരുഭൂമികളിൽ രാത്രിയിൽ തണുപ്പ് അനുഭവപ്പെടാം, 40F-ൽ താഴെയായി താഴാം, ഇത് കോട്ട് കാലാവസ്ഥയാണ്.
അധിക വിവരം
- എല്ലാ ബയോമുകളിലും ഏറ്റവും വരണ്ടതാണ് മരുഭൂമി ബയോമുകൾ.
- ഒരു മരുഭൂമിയുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട സവിശേഷത അവിടെ വളരെ കുറച്ച് മഴ മാത്രമേ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ എന്നതാണ്.
- മഴക്കാടുകൾക്ക് 2,000 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ മഴ ലഭിക്കുന്നതിനാൽ, മിക്ക മരുഭൂമികളിലും പ്രതിവർഷം 300 മില്ലിമീറ്ററിൽ താഴെ മഴ മാത്രമേ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ.
- അതായത്, ഒരു മഴക്കാടിൽ ലഭിക്കുന്ന മഴയുടെ 10 ശതമാനം മാത്രമേ മരുഭൂമിയിൽ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ!
- മരുഭൂമിയിലെ താപനില പകൽ മുതൽ രാത്രി വരെ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടാം, കാരണം വായു വളരെ വരണ്ടതായതിനാൽ രാത്രിയിൽ ചൂട് വേഗത്തിൽ പുറത്തുപോകും.
- പകൽ സമയത്തെ ശരാശരി താപനില 38°C ആണ്, ചില മരുഭൂമികളിൽ രാത്രിയിൽ -4°C വരെ താഴാം.
- മരുഭൂമിയുടെ സ്ഥാനം അനുസരിച്ച് താപനിലയും വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.
- മരുഭൂമിയിലെ അവസ്ഥ വളരെ കഠിനമായതിനാൽ, അവിടെ വസിക്കുന്ന സസ്യങ്ങൾ വെള്ളത്തിന്റെ അഭാവം നികത്താൻ പൊരുത്തപ്പെടുത്തലുകൾ നടത്തേണ്ടതുണ്ട്.
- കള്ളിച്ചെടി പോലുള്ള ചില സസ്യങ്ങൾ അവയുടെ തണ്ടുകളിൽ വെള്ളം സംഭരിക്കുകയും വളരെ സാവധാനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം കുറ്റിച്ചെടികൾ പോലുള്ള മറ്റു ചിലത് കുറച്ച് ഇലകൾ വളർത്തിയോ വെള്ളം ശേഖരിക്കാൻ വലിയ വേരുകളുള്ളോ വെള്ളം സംരക്ഷിക്കുന്നു.
- ചില മരുഭൂമി സസ്യജാലങ്ങൾക്ക് മഴക്കാലത്ത് മാത്രം നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ഏതാനും ആഴ്ചകൾ മാത്രമുള്ള ഒരു ഹ്രസ്വ ജീവിതചക്രം ഉണ്ട്.
Heat Transfer Question 14:
ഒരു പൈപ്പിൽ, പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹം ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണമായും വികസിപ്പിച്ച സ്ഥലത്ത് ലാമിനാർ ഒഴുകുന്നു, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 14 Detailed Solution
വിശദീകരണം:
ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില:
പൈപ്പിന്റെ ഒരു ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയെ നിർവചിക്കുന്നത് ഇപ്രകാരമാണ്. പൈപ്പിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ അർധവ്യാസം r മായി ബന്ധപ്പെട്ട് ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയുടെ വ്യതിയാനം കണക്കിലെടുത്ത് ശരാശരി കണക്കാക്കുന്ന താപനില.
Q = ṁ × Cp × Tb
ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിൽ ദ്രാവകം വഹിക്കുന്ന താപമാണ് Q, ṁ എന്നത് i പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്, ആ ക്രോസ്-സെക്ഷനിലെ ഉയർന്ന ശരാശരി താപനിലയാണ് Tb.
നിർബന്ധിത സംവഹന പ്രവാഹത്തിൽ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥകളുണ്ട്.
സ്ഥിരമായ താപ പ്രവാഹ അവസ്ഥകൾ:
പൈപ്പ് ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹമുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിത പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ബൾക്ക് എന്നാൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ താപനിലയും ഭിത്തിയുടെ താപനിലയും പ്രവാഹദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു. ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ ഇത് വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു,
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥകൾ:
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനിലയുള്ള പൂർണ്ണമായും വികസിച്ച പ്രദേശത്ത് ലാമിനാർ പ്രവാഹ അവസ്ഥയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഉയർന്ന ശരാശരി താപനില മാത്രമേ പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിൽ വർദ്ധിക്കുന്നുള്ളൂ.
കുറിപ്പ്:
സ്ഥിരമായ താപപ്രവാഹ അവസ്ഥയ്ക്ക്, നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 4.36
സ്ഥിരമായ ഭിത്തി താപനില അവസ്ഥയ്ക്ക് നസെൽറ്റ് നമ്പർ = 3.66
Heat Transfer Question 15:
ചൂടുള്ള വാതകങ്ങൾ 200°Cൽ താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിൽ പ്രവേശിക്കുകയും 150°Cൽ പുറത്ത് വരികയും ചെയ്യുന്നു. തണുത്ത വായു 40°Cൽ പ്രവേശിക്കുകയും 140°Cൽ പുറത്തുവരികയും ചെയ്യുന്നു. താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിന്റെ കാര്യശേഷി അനുപാതം എത്രയാണ്?
Answer (Detailed Solution Below)
Heat Transfer Question 15 Detailed Solution
ആശയം:
ദ്രാവകത്തിന്റെ താപശേഷി പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ തോതും ദ്രാവകത്തിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട താപവുമാണ്.
താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിലെ ശേഷി അനുപാതം കുറഞ്ഞ താപശേഷിയുടെയും പരമാവധി താപശേഷിയുടെയും അനുപാതമാണ്.
താപശേഷിയുടെ അനുപാതം \(R = \frac{{{C_{min}}}}{{{C_{max}}}}\)
ഒരു താപമാറ്റ യന്ത്രത്തിൽ,
ചൂടുള്ള വാതകം പുറത്തുവിടുന്ന താപം = തണുത്ത വാതകം നേടിയ ചൂട്.
ṁh Cph (Thi - The) = ṁc Cpc (Tce - Tci)
കണക്കുകൂട്ടൽ:
തന്നിരിക്കുന്നത്, Thi = 200°C, The = 150°C, Tce = 140°C, Tci = 40°C
ഇപ്പോൾ,
ṁh Cph (200 - 150) = ṁc Cpc (140 - 40)
ṁh Cph × 50 = ṁc Cpc × 100
കൃത്യമായി, ചൂടുള്ള ദ്രാവകവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ തണുത്ത ദ്രാവക ശേഷി കുറവാണ്
\(R = \frac{{50}}{{100}}= 0.5\)