Answer any seven out of ten. દસમ ાથી કોઈપણ સ તન જવ બ લખો. 1 Write any 04 energy sources you use in daily life. તમારા રોજ િદા જીવનમાિ વપરાતા કોઈપણ ચાર ઉરજા સતરોતોના નામ લખો. 2 Why evaluation of boiler performance is done? બોઈલરની કામગીરીન િ મલાકિ ન શા માટ કરવામાિ આવ છ? 3 Write requirements of good furnace. સારી ભઠઠીની રજરાતો લખો. 4 Write names of heat exchangers around you in daily life. તમારા રોજ િદા જીવનમાિ તમારી આસપાસ દખાતા જિટ એકષચન રના નામ લખો. 5 Write basic two types of load in refrigeration system. રજિ રશ ન જસસટમના બ મળ ભત લોડના પરકાર લખો. 6 Draw steps of energy conversion from coal to production of electricity. કોલસાથી લાઈટના પરોડકશન સ ધીના ઉરજા કનવરાનના પગલાિ લખો. 7 Why steam traps are used in boilers? બોઇલરમાિ સટીમ ટરપ શા માટ વપરા છ? 8 Write any two major losses of air compressor system. એર કોમપરસ ર જસસટમમાિ થતા કોઈપણ બ મ ખ વના પરકાર લખો. 9 What is LMTD? Write full form and explain with reference to heat exchanger. LMTD એટલ શ િ? LMTD ન િ આખ િ ના લખી જિટ એકષચન રના સિદભામાિ સમરજવો. 10 What is the mission and objective of Bureau of Energy Efficiency (BEE). બરરો ઓફ એન ી એજફજસએસિ ીન િ જમશન અન ઉદદશ શ િ છ?
A What are the types of losses occur in boiler? Explain any 3 with equations. બોઇલરમાિ કા પરકારના વ થા છ? કોઈપણ તરણ સમીકરણ લખી સમરજવો.
[3 marks]A Write working principle of thermostatic, thermodynamic and mechanical steam traps. થમોસટજટક, થમોડાનજ મક અન જમકજનકલ સટીમ ટરપના વજકાગ જપરનસીપલ લખો. B Draw neat sketch of inverted bucket type steam trap with all notations. ઈનવટડ બકટ ટાઈપ સટીમ ટરપની સવચછ આકજત દોરો.
[3 marks]B Write any 3 methods to reduce losses in boilers and explain any one. બોઇલરમાિ થતા વ ઓછા કરવાની કોઈપણ તરણ પદધજતના નામ લખો અન કોઈપણ એક જવસતારથી સમરજવો. C One reheating furnace has 10 TPH capacity of heating material. Billet is heated Page 1 of from 50 ºC to 1200 ºC. Oils consumption is 700 liters/hour. Specific gravity of oil is 0.95 and Net calorific value of fuel is 9650 kCal/kg. Billet is having specific heat of 0.12 kCal/kg ºC. Find efficiency of furnace. એક રીિીટીગિ ભઠઠીમાિ 10 TPH મટીરીલ ગરમ થા છ. જબલટ 50 OC થી 1200 OC સ ધી ગરમ કરવામાિ આવ છ. ઓઇલ નો વપરાશ 700 liters /hr છ. ઓઇલની સપસીફીક ગરજ વટી 0.95 અન નટ કલરીફીક વલ 9650 kCal/kg છ. જબલટની સપસીફીક િીટ 0.12 kCal/kg OC િો તો આ ભઠઠીની કાદા કષતા શોધો.
[5 marks]C One oil fired furnace is having working temperature of 1200 ºC. Average oil consumption is 450 liters/hour. Air pre heater is installed in the system. Temperature of dry flue gases coming out of the air pre-heater is 320ºC. Find the sensible heat loss by the system. Specific gravity of oil 0.92, Calorific value of fuel is 10000 kCal/kg, average O % in dry flue gases is 13%, Air fuel ratio is2 14:1, Ambient temperature is 40 ºC specific heat of dry flue gases 0.25 kCal/kgºC. એક ઓઇલથી ચાલતી ભઠઠીમાિ તાપમાન 1200 ºC છ. ઓઇલનો સરર ાશ વપરાશ 450 litres/hour છ. દિન પામલ વા ઓન િ એર જપર-િીટરમાિથી બિાર નીકળતા તાપમાન 320ºC છ. સનસીબલ િીટના વ શોધો. ઓઇલની સપજ સજફક ગરજવટી 0.92, કલોરીફીક વલ 10000 kCal/kg, એવર O % (દિન પામલ વા ઓમા)િ 13%, એર ફ અલ રજશો 14:1, વાતાવરણન િ2 તાપમાન 40 oC અન દિન પામલ વા ઓની સપસીફીક િીટ 0.25 kCal/kgºC છ. D Enlist type of sensible and latent heat loads to be removed from refrigeration and air conditioning system. રજિ રશ ન અન એર કિજડશજનિગ જસસટમમાિથી દર કરવાના થતા જવજવધ સજ નસબલ અન લટનટ જિટ લોડ લખો.
[4 marks]D Explain flywheel effect occur in refrigeration or air-conditioning system with any real life example. રજિ રશ ન અથવા એર કિજડશજનિગ જસસટમના સિદભામાિ ફલા વિીલ અસર રોજ િદી જીદગીન કોઈ એક ઉદાિરણ આપી સમરજવો.
[ marks]A Explain steps to conserve or save energy in steam pipes. સટીમ પાઈપમાિ ઉરજા બચાવવાના પગજથાિ લખો અન સમરજવો.
[3 marks]A Draw a Sankey diagram for following boiler data:03
[ marks]Heat Output: 75% (ii) flue gas loss: 11 % (iii) evaporation loss: 4% (iv) loss due to moisture in air: 3 % and (v) radiation loss: 2% (vi) unaccounted losses: 5%. [Heat input as 100%]. બોઇલરના નીચ આપલ ડટા માટ સક ી ડાાગરામ દોરો. 1. જિટ આઉટપટ - 75%, 2. ફલ ગસ વ - 11%, 3. ઇવપ ોરશ ન વ- 4%, 4. િવામાના ભ ન કારણ થાતો વ- 3%, 5.રજડએશન વ- 2%, 6. અન વ- 5%. [જિટ ઇનપટ -100%]. B Enlist and explain any three the steps to be taken to improve energy efficiency of various heat exchangers? જિટ એકષચન રમાિ ઉરજા બચાવના કોઈપણ તરણ પગજથા િલખો અન સમરજવો.
[3 marks]B Draw neat sketch of nozzle method of free air delivery measurement for air compressor system and explain. એર કોમપરસ રમાિ િી એર જડજલવરી માપવા માટ વપરાતી નોરલની રીત સવચછ આકજત સાથ સમરજવો. C Find boiler efficiency for given data of a boiler running on oil using indirect method. • Oil having ultimate analysis data: C : 84 %, H : 12 %, S : 3 %, O : 1 %22 • GCV of fuel = 10200 kCal/kg Page 2 of • Pressure of steam = 7 kg/cm2(g)-saturated • Enthalpy of steam = 660 kCal/kg • Feed water temperature = 60 °C • Oxygen% in dry flue gas = 7% • CO2 % in dry flue gas = 11% • Temperature of dry flue gas (Tf) = 220 °C • Temperature of ambient (Ta) = 27 °C ઓઇલથી ચાલતા બોઇલર માટ નીચના ડટા માટ બોઇલરની કાાદકષતા પરોકષ રીતથી શોધો. • ઓઇલના અલટીમટ એનાલસીસ પરથી, C : 84.0 %, H : 12.0 %, S : 3.0 %, O : 1.022 % • બળતનની GCV = 10200 kCal/kg • વરાળન િ દબાણ = 7kg/cm2(g)-સિતપત • વરાળની એનથાલપી = 660 kCal/kg • ફીડ વોટરન િ તાપમાન = 60 °C • દિન પામલ વાઓ માિ ઓજસસ નન િ પરમાણ = 7% • દિન પામલ વાઓ માિ CO ન િ પરમાણ = 11%2 • દિન પામલ વાઓ ન િ તાપમાન (T) = 220 °C f • વાતાવરણન િ તાપમાન (T ) = 27 °C a
A In a continuous process plant, water is used to cool 5 ton oil per hour from 230 ºC to 110 ºC. Water temperature is increased from 25 ºC to 80 ºC. This water then flows through dearetor. (i) Draw line diagram for parallel and counter flow arrangements of heat exchanger with all parameters (ii) Find LMTD for parallel and counter flow heat exchanger arrangements. Give your comments for the results. એક સળિગ ચાલતા પરોસસ પલાનટમાિ એક કલાકમા િ5 ટન ગરમ ઓઇલન 230oC થી 110oC સ ધી ઠિડ કરવા પાણી વપરા છ. સામ પાણીના તાપમાનમાિ 25oC થી 80oC સ ધી વધારો થા છ પાણી બોઇલરના જડએરટ રમાિ રજ છ.
[3 marks]સમાિતર અન કાઉિટર ફલો જિટ એકષચન ર એરન મટ માટની આકજત દોરો અન બધા પરાજમટર તના પર બતાવો. (ii) સમાિતર અન કાઉિટર ફલો માટ LMTD શોધો. તમાથિ ી ક સાર જિટ એકષચન ર ત જવશ લખો.
[ marks]A One air compressor system provides following data. Find out isothermal efficiency and specific power consumption for compressed air system. Flow coefficient as per IS = 1.1 Page 4 of Motor power input = 110 kW Efficiency of motor belt drive = 67% Nozzle diameter mm = 0.08 metre Temperature of incoming air = 40 °C Pressure of incoming air = 1.03 kg / cm2 (a) Pressure before nozzle = 1.1 kg / cm2 Temperature before nozzle = 45°C Pressure before receiver = 3.3 kg / cm2 Universal gas constant = 287.1 J/ kg °K Pressure difference across the nozzle = 0.04 kg / cm2 એક એર કમપરસ ર ચલાવી તન ા દા દા પર ામીટર માપતા જનચન ી જકિમતો મળ છ. આ પરથી કોમપરસ રની આઇસોથમાલ કાાદકષતા અન સપસીફીક પાવર રરીાત શોધો. • ફલો કોએફીશીનટ(અચળાકિ ), IS મ બ = 1.1 • મોટરનો ઇનપ ટ પાવર = 110 kW • મોટરના બલટ ડરાઇવની કાાદકષતા = 67% • નોરલનો વાસ mm = 0.08 metre • અિદર આવતી િવાન િ તાપમાન = 40 °C • અિદર આવતી િવાન િ દબાણ = 1.03 kg / cm2(a) • નોરલ પિલાન િ દબાણ = 1.1 kg / cm2 • નોરલ પિલાન િ તાપમાન = 45°C • રીસીવરન િ દબાણ = 3.3 kg / cm2 • જનવસાલ ગસ કોનસટનટ = 287.1 J/ kg °K • નોરલની આગળ અન પછીન િ દબાણનો તફાવત= 0.04 kg / cm2 B Draw general construction of furnace and classify furnaces. ભઠઠીની સામાન રચના દોરો અન તન િ વગીકરણ લખો.
[4 marks]A Write short note on energy conservation and its importance for today’s world. આ ની દ જનાના સિદભામાિ ઉરજા સિરકષણન િ મિતવ સમરજવતી ટિક નોધિ લખો. B List the steps to be taken to conserve energy and to increase efficiency of furnace system. Explain any one from in detail. ભઠઠીમાિ ઉરજા સરિ કષણ અન એફીસીસિ ી વધારવા માટના પગલાિ લખો અન તમ ાથિ ી કોઈપણ એક સમરજવો. C Acold storage having 15 ton of potato entering at 40°Ctemperature. This potato should be stored at 10 °Cinside the cold storage. Time to achieve this temperature is 15 hours. Specific heat of potato is 3.6 kJ/ kg °K. Find the cooling load for the storage plant. એક કોલડસટોર માિ 15 ટન બટાકા 40°C તાપમાન દાખલ થા છ. આ બટાકાન સટોર કરી સાચવવા રરી તાપમાન 10 °C છ. આ તાપમાન 15 કલાસમા િ મળ છ. બટાકાની સપજસજફક િીટ 3.6 kJ/ kg °K છ. તો આ માટનો રરી ક જલિગ ભાર શોધો. D Why baffles are provided in the heat exchangers? Draw neat sketch of shell and tube heat exchanger. જિટ એકષચન રમાિ બફલ શા માટ મ કવામાિ આવ છ? શલ અન ટય બ ટાઈપ જિટ એકષચન રની સવચછ આકજત દોરો. Page 5 of
C Find boiler efficiency by indirect method for oil fired boiler having following data. • Rated capacity of boiler = 10 TPH (F&A 100 °C), Rated efficiency of boiler= 84%, Actual pressure of steam = 7 kg/cm2 (g) Saturated, Feed water temperature = 45 °C • Data of fuel: Oil consumption = 600 litre per hour, GCV of oil = 10200 Kcal/kg, Specific gravity of oil = 0.92 • Oil having ultimate analysis data: Carbon = 84%, Hydrogen = 12%, Sulphur = 3%, Oxygen = Nil, Nitrogen = 1% • Combustion product- Dry flue gas data: % O2 in dry flue gas = 5.5% by volume, CO% = Nil, Temperature of dry flue gas = 240°C, Specific heat of dry flue gas = 0.24 • Moisture content in air = 0.03 kg/kg of air, Ambient temperature = 40°C • Boiler surface losses = 2% ઓઇલ સાથ ચાલતા એક બોઇલરન ી કાદા કષતા માપવા નીચ મ બના ડટા એકઠા કરવામા િ આવા .બોઇલરની કાાદકષતા શોધો. • બોઇલરના ડટા: બોઇલરની રટ ડ કપસ ીટી = 10 TPH (F&A 100°C), બોઇલરની રટ ડ કાદા કષતા =84%, વરાળન િ ખરખ ર માપલ દબાણ = 7 kg/cm2 (g) Saturated, ફીડ પાણીન િ તાપમાન = 45°C • બળતણના ડટા: બળતણ ઓઇલનો વપરાશ = 600 litre per hour, ઓઇલ ની GCV = 10200 Kcal/kg, ઓઇલની સપસીફીક ગરવીટી = 0.92, • ઓઇલ અલટીમટ એનાલાસીસ: Carbon = 84%, Hydrogen = 12%, Sulphur = 3%, Oxygen = Nil, Nitrogen = 1% • દિન પામલ વાન ા ડટા: દિન પામલ વા માિ % O2 = 5.5% by volume CO = Nil, દિન પામલ વા ન િ તાપમાન = 240°C, દિન પામલ ગસની સપસીફીક િીટ= 0.24 • િવામાિ રિલ ભ = 0.03 kg/kg of air, વાતાવરણન િ તાપમાન = 40°C • બોઇલરના સરફસ વ = 2% D Induction furnace having capacity of 5 TPH and specific energy consumption of 620 kWh/ ton. Yield of induction furnace is 60%. Casting is heat treated up by oil fired furnace after primary heating in induction furnace. For heat treatment in oil fired furnace, 60 kgs of oil is used per ton of material. Find energy usage for one ton of production. GCV of oil is 10,000 kCal/ kg and 1 kWh = 860 kCal. ઇનડસશન ભઠઠીની કપસીટી 5 TPH અન સપજસજફક ઉરજા ખપત 620 kWh/tonne. ફાઉનડરીની કાજસટિગ ીલડ 60% છ. આ બાદ કાજસટિગન ઓઇલથી ચાલતી ભઠઠીમાિ િીટ ટરીટમન ટ આપવામા િ Page 3 of આવ છ આ િીટ ટરીટમન ટમાિ એક ટન માટ 60 kgs of ઓઇલનો વપરાશ કર છ. 1 ટન પરોડસટ માટ થત િ ક લ ઉરજના ો વપરાશ શોધો. ઓઇલ માટ GCV 10,000 kCal / kg અન 1 kWh = 860 kCal.
[5 marks]D Oil fired reheating furnace is having working temperature of 1340 °C. Average oil consumption is 400 litres/hour. After air pre heater, temperature of combustion gases (dry flue gases) is 750 °C. Temperature of incoming air to pre heater is 40 °Cwhich is heated up to 190 °Cin the air pre heater. Find efficiency of furnace by indirect method: Other data are, • Specific gravity of oil = 0.92, Average oil consumption = 400 Litres / hr= 368 kg/hr • GCV of fuel = 10000 kCal/kg • O % in dry flue gas = 12%2 • Total stock weight at incoming = 6000 kg/hr • Specific heat of billet = 0.12 kCal/kg/°C • Theoretical air fuel ratio is given as 14:1 • Specific heat of dry flue gases in kCal/ kg °C = 0.24 • Quantity of hydrogen in 1 kg fuel= 0.1123 kg/ kg of oil • Humidity in 1 kg fuel (moisture) = 0.15 kg per kg of oil ઓઇલથી ચાલતી રીિીજટિગ ભઠઠીમાિ તાપમાન 1340°C છ. એવર ઓઇલનો વપરાશ 400 litres/hour છ. દિન પામલ વા ઓન િ બિાર આવતા તાપમાન (એર જપર જિટર પછી) 750 °C છ. એર જપર િીટરમાિ અિદર આવતી વાતાવરણની િવા 40 °C થી 190 °C ગરમ થા છ. પરોકષ રીતથી તન ી એજફજસનસી ગણો. અન ડટા: • ઓઇલની સપજ સજફક ગરજ વટી = 0.92, ઓઇલનો એવર વપરાશ = 400 Litres / hr = 400 × 0.92 =368 kg/hr • બળતણની કલરીજફક વલ = 10000 kCal/kg • દિન પામલ વાઓ માિ O2 % = 12% • ક લ સટોકન િ વ ન = 6000 kg/hr • જબલટની સપજ સજફક િીટ = 0.12 kCal/kg/°C • 1 જકલો ઓઇલ ના દિન માટ 14 જકલો એર વપરા છ (થીોરટ ીકલ) • દિન પામલ વાઓ ની જવજશષ ટ ઉરજા kCal/ kg °C = 0.24 • એક જકલો બળતણમા િરિલ િાઇડરો ન નો થથો = 0.1123 જકલો/ જકલો ઓઇલ • એક જકલો બળતણમા િરિલ ભ = 0.15 જકલો/ જકલો ઓઇલ
[ marks]B Which is the major loss in furnace? Draw sankey diagram indicating each loss in the furnaces. ભઠઠીમાિ થતો સૌથી મોટો વ કો છ? ભઠઠીમાિ થતા દરક વ માટનો સકી ડાાગરામ દોરો. C What are the energy efficiency measures to be taken in any refrigeration system? Explain general design a refrigeration cold storage with reference to various refrigeration loads. રજિ રશ ન જસસટમમાિ ઉરજા એફીસીસિ ી માટ કા પગલાિ લવામાિ આવ છ? રજિ રશ ન માટના કૉલડ સટોર ની સામાન જડરાઈન દરક રજિ રશ ન લોડના સિદભામાિ સમરજવો.
[7 marks]