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Total No. of Questions : 8 Total No. of Printed Pages : 6
Roll No.

ME-801 (GS)

B.Tech., VIII Semester

Examination, May 2022

Grading System (GS)

Refrigeration and Air Conditioning

Time : Three Hours Maximum Marks : 70

Note: i) Attempt any five questions.

किन्हीं पाँच प्रश्नों को हल कीजिए।

ii) All questions carry equal marks.

सभी प्रश्नों के समान अंक हैं।

iii) In case of any doubt or dispute the English version question should be treated as final.

किसी भी प्रकार के संदेह अथवा विवाद की स्थिति में अंग्रेजी भाषा के प्रश्न को अंतिम माना जायेगा।

1. a)

Explain the throttling processes and Joule Thomson effect for cooling.

थ्रॉटलिंग प्रक्रियाओं और जूल थॉमसन प्रभाव की व्याख्या कीजिए।

b)

In an ideal vapour compression refrigeration cycle, the enthalpy of the refrigerant at exit from the condenser, compressor and evaporator is 80 kJ/kg, 200 kJ/kg and 180 kJ/kg respectively. What is the coefficient of performance of the cycle? Draw the P-V, T-S and P-H Diagram for the above cycle.

एक आदर्श वाष्प संपीडन प्रशीतन चक्र में, कंडेंसर, कंप्रेसर, और बाष्पीकरण से बाहर निकलने पर रेफ्रिजरेंट की ऐंथेल्पी क्रमशः 80 kJ/kg, 200 kJ/kg और 180 kJ/kg होती है। चक्र के निष्पादन का गुणांक क्या है? उपरोक्त चक्र के लिए P-V, T-S और P-H आरेख बनाइए।

2. a)

Explain dry ice? Write a short note on production of dry ice.

शुष्क बर्फ को समझाइए। शुष्क बर्फ के उत्पादन पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

b)

The ambient air temperatures during summer and winter in a particular locality are 45°C and 15°C respectively. Find the values of Carnot COP for an air conditioner for cooling and heating, corresponding to refrigeration temperatures of 5°C for summer and heating temperature of 55°C for winter. Assume suitable temperature differences in the exchanger that exchanges heat with the surroundings. If water from the cooling tower at 30°C is used as a cooling medium with 3°C temperature differential for air-conditioning in summer, what will be the Carnot COP for cooling?

एक विशेष इलाके में गर्मी और सर्दियों के दौरान परिवेशी हवा का तापमान क्रमशः 45°C और 15°C होता है। एक एयर कंडीशनर को ठंडा करने और गर्म करने के लि�� Carnot COP का मान ज्ञात कीजिए, जो गर्मियों के लिए 5°C के रेफ्रिजरेशन तापमान और सर्दियों के लिए 55°C के ताप तापमान के अनुरूप है। एक्सचेंजर में उपयुक्त तापमान अंतर मान लें जो परिवेश के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है। यदि 30°C पर कूलिंग टॉवर के पानी का उपयोग कूलिंग माध्यम के रूप में किया जाता है जिसमें गर्मियों में एयर-कंडीशनिंग के लिए 3°C तापमान अंतर होता है, तो कूलिंग के लिए Carnot COP क्या होगा?

3. a)

A refrigerator storage is supplied with 3600 kg of fish at a temperature of 27°C. The fish has to be cooled to -23°C for preserving it for a long period without deterioration. The cooling takes place in 10 hours. The specific heat of fish is 2.0 kJ/kgK above freezing point of fish and 0.5 kJ/kgK below freezing point of fish, which is -3°C. The latent heat of freezing is 230 kJ/kg. What is the power to drive the plant if the actual COP is half that of the ideal COP?

एक रेफ्रिजरेटर भंडारण में 27°C के तापमान पर 3600 किग्रा. मछली की आपूर्ति की जाती है। मछली को बिना खराब हुए लंबी अवधि के लिए संरक्षित करने के लिए -23°C तक ठंडा करना पड़ता है। शीतलन 10 घंटे में होता है। मछली की विशिष्ट ऊष्मा मछली के हिमांक से 2.0 kJ/kgK ऊपर और मछली के हिमांक से 0.5 kJ/kgK नीचे होती है, जो कि -3°C है। जमने की गुप्त ऊष्मा 230 kJ/kg है। यदि वास्तविक COP आदर्श COP से आधा है तो संयंत्र को चलाने की शक्ति क्या है?

b)

What is the Required Properties of Ideal Refrigerant?

आदर्श रेफ्रिजरेंट के आवश्यक गुण क्या हैं?

4. a)

Write down the short note on Li-Br Refrigerant Cycle with Neat Sketch.

स्वच्छ आरेख के साथ Li-Br रेफ्रिजरेंट साइकिल पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

b)

Explain in brief which refrigerant/s would you choose for each of the following applications and why?

संक्षेप में समझाइए कि आप निम्नलिखित में से प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए कौन-सा रेफ्रिजरेंट चुनेंगे और क्यों? संक्षेप में बताइए।

  1. A cold storage of 100 TR capacities using reciprocating compressor.

    रेसिप्रोकेटिंग कम्���्रैसर का उपयोग करते हुए 100 TR क्षमता का कोल्ड स्टोरेज।

  2. A multi-temp refrigeration plant using centrifugal compressor/s.

    सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर का उपयोग करते हुए एक 800 TR एयर कंडीशनिंग संयंत्र।

  3. A small capacity frozen food cabinet to maintain -30°C temperature.

    —30°C तापमान बनाए रखने के लिए स्मॉल कैपेसिटी फ्रोजन फूड कैबिनेट।

5. a)

39.6 cmm of a mixture of recirculated room air and outdoor air enter a cooling coil at 31°C DB and 18.5°C WB temperatures. The effective surface temperature of the coil is 4.4°C. The surface area of the coil is such as would give 12.5 kW of refrigeration with the given entering air state. Determine the dry and wet bulb temperatures of the air leaving the coil and the coil bypass factor.

पुनः परिचालित कमरे की हवा और बाहरी हवा के मिश्रण का 39.6 cmm 31°C DB और 18.5°C WB तापमान पर एक कूलिंग कॉइल में प्रवेश करता है। कॉइल का प्रभावी सतह का तापमान 4.4°C है। कॉइल का सतह क्षेत्र ऐसा है जो दी गई वायु अवस्था में 12.5 kW का प्रशीतन देगा। कॉइल और कॉइल बाय-पास फैक��टर को छोड़कर हवा के सूखे और गीले बल्ब के तापमान का निर्धारण करें।

b)

Write down the short note on comfort air conditioning? What are the factors affecting comfort air conditioning?

कम्फर्ट एयर कंडीशनिंग पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए। कम्फर्ट एयर कंडीशनिंग को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?

6.

Moist air enters a chamber at 5°C DBT and 2.5°C thermodynamic WBT at a rate of 90 cmm. The barometric pressure is 1.01325 bar. While passing through the chamber, the air absorbs sensible heat at the rate of 40.7 kW and picks up 40 kg/h of saturated steam at 110°C. Determine the dry and wet bulb temperatures of the leaving air.

नम हवा एक कक्ष में 5°C DBT और 2.5°C थर्मोडायनामिक WBT पर 90 cmm की दर से प्रवेश करती है। बैरोमीटर का दबाव 1.01325 बार है। चैंबर से गुजरते समय, हवा 40.7 kW की दर से सेंसिबल ऊष्मा को अवशोषित करती है और 110°C पर 40 kg/h संतृप्त भाप उठाती है। छोड़ने वाली हवा के सूखे और गीले बल्ब के तापमान का निर्धारण करें।

7.

The air-handling unit of an air-conditioning plant supplies a total of 4500 cmm of dry air which comprises 20 percent fresh air at 40°C DBT and 27°C WBT, and 80 percent recirculated air at 25°C DBT and 50 percent RH. The air leaves the cooling coil at 13°C saturated state. Calculate the total cooling load and room heat gain.

एक एयर-कंडीशनिंग प्लांट की एयर-हैंडलिंग यूनिट कुल 4500 cmm शुष्क हवा की आपूर्ति करती है, जिसमें 20% 40°C DBT और 27°C WBT पर 20 प्रतिशत ताजी हवा और 25°C DBT और 50 प्रतिशत RH पर 80 प्रतिशत पुनः परिचालित हवा शामिल है। हवा कूलिंग कॉइल को 13°C संतृप्त अवस्था में छोड़ती है। कुल कूलिंग लोड और रूम हीट गेन की गणना करें।

Condition DBT °C WBT °C RH % Sp. Hu. gw/kg d.a. Enthalpy kJ/kg d.a.
Outside 40 27 17.2 85
Inside 25 50 10.0 50.8
ADP 13 100 9.4 37.0
8.

Write a short note on any three:

किन्हीं तीन पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए:

  1. Comfort air conditioning

    कम्फर्ट एयर कंडीशनिंग

  2. Leak detection methods

    लीक डिटेक्शन विधि

  3. Electrolux

    इलेक्ट्रोलक्स

  4. Cascade system

    कैस्केड सिस्टम