Thermal Systems And Energy Efficiency — Winter 2019

Aboiler is generating steam at a rate of 7kg per kg of coal from feed water at 27◦C, which contains 3000 kJ/kg of specific enthalpy. Evaluate the boiler performance by Direct method if Calorific Value of coal is 30,000 kJ/kg. Take Specific Heat of water as 4.2 kJ/kg. પરશન. ર (અ) એક બોઈલર પરમત ડકલોગર મ કોલસ ન દહન દવ ર ૨૭◦C ત પમ નવ ળ પ ણીમ ાથી 3000 kJ/kg જટલી મવશીષટ એનથલપી ધર વતી સતટીમ કલ ક ન ૭kg ન દર ઉતપનન કર છ જો કોલસ ની કલોરીડફક વલય 30,000 kJ/kg હોય તો ડ યરકટ મથડ મ જબ બોઈલર ન ક યાન ા મલય ાકન કરો. પ ણીની મવશીષટ ઉષમ 4.2 kJ/kg લો.

Enlist the different types of losses calculated for evaluating the boiler 1/4 performance. (અ) બોઈલર સીસતટમન ક યા મલય ાકન મ ટ ગણતરી કરત મવમવધ પરક રન વયયની ય દી આપો.

Explain inverted bucket type steam trap with sketch. (બ) ઈનવટડ બકટ પરક રન સતટીમ ટરપન ાવણાન આકમત સહીત કરો.

Explain in brief about minor energy savings in steam distribution system (બ) સતટીમ ડીસતટરીબયશ ન સીસતટમ મ ામ ઇનોર ઉરજ ાબચત મવષ ટ કમ ાસમરજવો.

Give Classification of furnaces and explain any one of them. (ક) ફનશ ન ા વગીકરણ કરી કોઈ પણ એક સમરજવો.

List energy efficiency measures for an industrial furnace. (ક) ઈનડસતટરીયલ ફરનસ (ભઠઠી) મ ટ એનરજી એફીસીયનસી મ પની ય દી બન વો.

One restaurant with capacity of 200 people is to be air conditioned. Outside air condition is 36 ᵒC dry bulb temperatures and 50 % relative humidity. Inside air condition is 20 ᵒC dry bulb temperatures with 60% relative humidity. Ventilation requirement per person is 0.25 m3. Find out sensible heat load and latent heat load for this restaurant using psychrometric chart. (ડ) ૨૦૦ મ ણસોની કષમત ધર વત એક રસતટોરનટ એર કનડીશનીગ કરવ ન ાછ બહ રની હવ ન ાસ ક ગોળ ન ા ત પમ ન 36 ᵒC અન રીલટીવ હ ામીડીટી ૫૦% છ.અાદરની હવ મ ટ સ ક ગોળ ન ા ત પમ ન ૨૦ ᵒC અન રીલટીવ હ ામીડીટી ૬૦% છ. પરમત વયકતી વનટીલસન ની જરરીય ત ૦.૨૫ m3 છ. આ રસતટોરનટ મ ટ સ યકરોમડટરક ચ ટાનો ઉપયોગ કરી ન સનસીબલ મહટ ભ ર અન લટનટ મહટ ભ ર શોધો.

In a cold storage 6 tonne Potato at 40 ᵒC temperature enters, where its temperature is reduced to 13 ᵒC in 8 hrs. If specific Heat of potato is 3.2KJ/kg then calculate the cooling load produced by potato in KW. (ડ) એક કોલડ સતટોરજમ ા6 tonne બટટ 40 ᵒC ત પમ ન દ ખલ થ ય છ જય ાતન ાત પમ ન 8 કલ ક મ ા13 ᵒC કરવ મ ાઆવ છ. જો બટટ ની મવમશષટ ઉષમ 3.2KJ/kg હોય તો બટટ થી ઉદભવત ક લીગ લોડ ની KW મ ાગણતરી કરો.

Explain in brief about opportunities for energy saving in steam distribution system. . પરશન. 3 (અ) સતટીમ ડીસતરીબય શન પરણ લી મ ટ ઉરજા બચ વવ ની તકો ટાકમ ાસમરજવો.

Name methods of boiler performance evaluation and Explain Indirect Method. (અ) બોઈલર ક યા મલય ાકન મ ટની પધધમતઓ જણ વો. તથ ઇનડ યરકટ મથડ સમરજવો.

What is fouling factor? State the factors affecting the fouling. (બ) ફૌલીગ ફકટર એટલ શ? ા ફૌલીગ ન અસર કરત પડરબળો જણ વો.

List the opportunities of saving energy in an Air compressor. (બ) એર કમપપરસરમ ાઉરજ ાબચ વન ઉપ યોની ય દી બન વો.

Write the steps for improving boiler efficiency. (ક) બોઈલરની ક યાદકષત વધ રવ મ ટન પગથીય લખો.

List the various losses in boiler. (ક) બોઈલરન જ દ જ દ વયયની ય દી બન વો. 2/4

12TPH billet is heated in furnaces. The temperature of billet is heated form 40◦Cto 1100◦C. The consumption of oil in furnaces is 750 liters/hr with specific gravity of 0.92 and CV is 9700 kCal/kg. The billet specific heat is 0.12 kCal/kg◦C. Calculate i) % heat loss in furnaces ii) Efficiency of furnaces. (ડ) એક ભઠઠીમ ા12TPH બીલટ ગરમ થ ય છ. બીલટ 40◦C થી 1100◦C સધ ી ગરમ કરવ મ ા આવ છ. ઓઈલનો વપર શ 750 liters/hr છ. ઓઈલની સતપ. ગરવીટી 0.92 છ ,કલરીફીક વલય 9700 kCal/kg. છ, બીલટની સતપસીફીક હીટ 0.12 kCal/kg◦C. હોય તો ૧) ઉરજના ો વયય % મ ાશોધો ૨) ભઠઠીની ક યાદકષત શોધો.

Calculate Free air delivery in m3/h and isothermal efficiency for air compressor using following data. Nozzle flow coefficient = 0.98 Nozzle diameter : 0.010 m Receiver Pressure 3.0 kg / cm2 Inlet Pressure 1.00 kg / cm2 (a) Inlet air temperature 34°C Pressure before nozzle 1.04 kg / cm2 . Temperature before the nozzle 40°C Pressure difference across the nozzle = 0.035 kg / cm2 .Gas constant: 287 Joules / kg K. પરશન. ૪ (અ) નીચની મવગતોનો ઉપયોગ કરી એર કોમપપરસ ર મ ટ ડફર એર ડીલીવરી m3/h મ ા શોધો. નોઝલ ફલો કોએફીશયાટ = ૦.98 , નોઝલ વય સ= 0.010 m, રીસીવર દબ ણ = 3.0 kg / cm2 , અાદર જતી હવ ન ા દબ ણ = 1.04 kg / cm2 ,અાદર જતી હવ ન ા ત પમ ન = 40°C. નોઝલમ ા દબ ણનો તફ વત = 0.035 kg / cm2 .ગસ અચળ ાક = 287 Joules / kg K લો.

Describe pump up method for capacity assessment of air compressor with equation. (અ) એર કોમપપરસરની કષમત ન મલય ાકન મ ટ પમપપ અપ મથડ સર દવ ર સમરજવો.

State the steps required for energy conservation in furnaces. (બ) ફરનસમ ા ઉરજ ાસ ચવણી મ ટન પગથીય જણ વો.

Explain various industrial furnace losses with sankey diagram. (બ) સનકી ડ ય ગર મની મદદથી ઔઘોમગક ભઠઠીન મવમવધ લોસીસ સમરજવો.

The following are the data collected for a boiler. Find out the boiler efficiency by indirect method. Carbon content in fuel (C)= 84% Hydrogen content in fuel (H)= 10% Moisture content in fuel (m)= 0.3% Ambient temperature = 35°C Flue gas temperature = 190°C Humidity in ambient air = 0.023kg/kg of dry air GCV of fuel= 9,600 Kcal/kg Surface temperature of boiler= 85°C Sp. Heat of flue gases= 0.23kCal/kg °C Sp. Heat of super-heated steam=0.45kCal/kg °C Mass of dry flue gas= 25.36kg/kg of fuel Actual mass of air supplied/kg of fuel=22.49kg/kg of fuel Radiation & convection losses= 0.32% Losses due to incomplete combustion= 0.02% (ક) એક બોઈલર મ ટ નીચ મ જબન ડટ છ. તો ત બોઈલર ની ક યાદકષત ઇન ડ યરકટ પદધમતથી શોધો . 3/4 ક બાન નો ભ ગ ફય લમ ા(C)= 84% હ ઇડરોજનનો ભ ગ ફય લમ ા(H)= 10% ભજનો ભ ગ ફય લમ ા(m)= 0.3% વ ત વરણન ા ત પમ ન = 35°C ફલય ગસન ા ત પમ ન = 190°C હ ામીડીટીન ા પરમ ણ વ ત વરણમ ા= 0.023kg/kg of dry air GCV ફય લમ ા= 9,600 Kcal/kg બોઈલરની સપ ટીન ા ત પમ ન = 85°C સતપ. હીટ ફલય ગસ મ ટ= 0.23kCal/kg °C સતપ. હીટ સ પર મહટડ વર ળ મ ટ =0.45kCal/kg °C મ સ ઓફ ડર ય ફલય ગસ = 25.36kg/kg of fuel એકય લ મ સ ઓફ એર સપલ ય =22.49kg/kg of fuel રડીએશન અન કનવકશન લોસ= 0.32% અપરત દહન ન લીધ થતો લોસ = 0.02%

Explain LMTD method of performance evaluation of heat exchanger. Also explain LMTD correction factor. પરશન. ૫ (અ) હીટ એકસચજર પફોમ નસ મલય ાકન મ ટની LMTD પદધમત સમરજવો તથ LMTD કરકશન ફકટર પણ સમરજવો.

An oil-fired reheating furnace has an operating temperature around 1250 ᵒC. Air fuel ratio is 14:1. Average O2 percentage in flue gas = 12 %. Cp of flue gas = 0.24 kcal/kg ᵒC. Flue gas temperature is 750 ᵒC, Ambient temperature = 40 ᵒC, GCV of oil = 10000 kCal/kg. Using these data find out percentage heat loss in flue gas. (બ) ઓઇલ ફ યડા રીહીટીગ ભઠઠીન ા ઓપરટીગ ત પમ ન અાદ જીત 1250 ᵒC છ. એર ફય લ રમશયો 14:1 છ. ફલય ગસન ા સરર શ પરમ ણ O =12 % છ. ફલય ગસનો Cp = 0.24 kcal/kg ᵒC છ. ફલય ગસન ા2 ત પમ ન=750 ᵒC, એમપબીયનટ ત પમ ન= 40 ᵒC, ઓઇલGCV = 10000 kCal/kg છ. આ મવગતોનો ઉપયોગ કરી ફલય ગસમ ાથતી હીટ લોસની ટક વ રી શોધો.

Explain energy conservation Act-2001 in brief. (ક) ઉરજા સારકષણ ક યદો-2001 ન ા ટ કમ ાવણના કરો.

List the opportunities for energy saving in refrigeration and air conditioning system. (ડ) રફરીજરશન અન એર કનડીશનીગ પરણ લી મ ટ ઉરજ ાબચ વવ ન ઉપ યોની ય દી બન વો. 4/4