Save as PDF
Opens your browser print dialog — select "Save as PDF" to download.
B.Tech. VII Semester
Examination May 2024
Grading System (GS)
Heat and Mass Transfer
Time: Three Hours
Maximum Marks : 70
Note: Attempt any five questions.
सभी प्रश्नों के समान अंक हैं।
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 मान जायगा।
Explain Newton's law of cooling. (4)
न्यूटन के शीतलन नियम की व्याख्या करें।
Physically, what does the Grashof number represent and how does it differ from Reynolds number? (3)
भौतिक रूप से, ग्राशॉफ संख्या क्या दर्शाती है और यह रेनॉल्ड्स संख्या से कैसे भिन्न है?
Write a short note on black body and gray body. (3)
काले शरीर और भूरे शरीर पर एक संक्षिप्त लेख लिखें।
Explain about Nusselt number and discuss about its physical significance. (3)
नुसेल्ट संख्या के बारे में बताएं और इसके भौतिक महत्व के बारे में चर्चा करें।
Explain about mass average velocity. (3)
द्रव्यमान औसत वेग के बारे में बताएं।
Derive expression for temperature distribution, under one dimensional steady state heat conduction for a plane wall. (7)
एक समतल दीवार के लिए एक आयामी स्थिर अवस्था ताप संचालन के तहत तापमान वितरण के लिए अभिव्यक्ति प्राप्त करें।
How is the concept of the critical radius of insulation applied in the design of refrigeration systems? (7)
प्रशीतन प्रणालियों के डिजाइन में इन्सुलेशन के महत्वपूर्ण त्रिज्या की अवधारणा को कैसे लागू किया जाता है?
A cold storage room has walls made of 23 cm of brick on the outside, 8 cm of plastic foam and finally 1.5 cm of wood on the inside. The outside and inside air temperatures are 22°C and -2°C respectively. The inside and outside heat transfer coefficients are respectively 29 and 12 W/m²K. The thermal conductivities of brick, foam and wood are 0.98, 0.02 and 0.12 W m/K respectively. If the total wall area is 90 m², determine the rate of heat removal by refrigeration and the temperature of the inside surface of the brick. (10)
एक कोल्ड स्टोरेज रूम की दीवारें बाहर की तरफ 23 सेमी ईंट, 8 सेमी प्लास्टिक फोम और अंदर 1.5 सेमी लकड़ी से बनी हैं। बाहर और अंदर का हवा का तापमान क्रमश: 22°C और -2°C है। आंतरिक और बाहरी ताप अंतरण गुणांक क्रमशः 29 और 12 W/m²K हैं। ईंट, फोम और लकड़ी की तापीय चालकता क्रमशः 0.98, 0.02 और 0.12 W/m.K यदि दीवार का कुल क्षेत्रफल 90 वर्ग मीटर है, तो प्रशीतन द्वारा गर्मी हटाने की दर और ईंट की आंतरिक सतह का तापमान निर्धारित करें।
A cylindrical brass rod with a length of 15 cm and a diameter of 2 cm is initially at 500°C. The rod is exposed to an environment at 50°C with a convective heat transfer coefficient of 100 W/(m²K). The properties of brass are density ρ = 8500 kg/m³, specific heat Cp = 380 J/(kg K), and thermal conductivity k = 120 W/(m K). (14)
Determine if the lumped system analysis can be used for this transient heat transfer problem.
If it can be used, find the time required for the center of the rod to cool to 100°C.
15 सेमी लंबाई और 2 सेमी व्यास वाली एक बेलनाकार पीतल की छड़ प्रारंभ में 500°C पर होती है। रॉड को 50°C के संवहन ताप अंतरण गुणांक के साथ 100 W/(m²K) के वातावरण में उजागर किया जाता है। पीतल के गुण हैं: घनत्व ρ = 8500 kg/m³, विशिष्ट ऊष्मा Cp = 380 J/(kg K), और तापीय चालकता k = 120 W/(m K)।
a) निर्धारित करें कि क्या लम्पड सिस्टम विश्लेषण का उपयोग इस क्षणिक गर्मी हस्तांतरण समस्या के लिए किया जा सकता है।
b) यदि इसका उपयोग किया जा सकता है, तो छड़ के केंद्र को 100°C तक ठंडा होने में लगने वाला समय ज्ञात कीजिए।
Calculate the average co-efficient of heat transfer for natural convection for a vertical plate 30.48 cm high at 51.67°C. The surrounding air is at 25°C. Also calculate the boundary layer thickness at the trailing edge of plate. (7)
Derive an expression for logarithmic mean temperature difference in case of parallel flow heat exchanger. (7)
समानांतर प्रवाह हीट एक्सचेंजर के मामले में लघुगणक माध्य तापमान अंतर के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त करें।
Explain various modes of mass transfer and enumerate its applications. (6)
द्रव्यमान स्थानांतरण के विभिन्न तरीकों की व्याख्या करें और इसके अनुप्रयोगों की गणना करें।
Vessel contains a binary mixture of oxygen and nitrogen with partial pressures in the ratio 0.21 and 0.79 at 15°C. The total pressure of the mixture is 1.1 bar. (8)
बर्तन में 15 डिग्री सेल्सियस पर 0.21 और 0.79 के अनुपात में आंशिक दबाव के साथ ऑक्सीजन और नाइट्रोजन का एक द्विआधारी मिश्रण होता है। मिश्रण का कुल दबाव 1.1 बार है।
Determine :
निर्धारित करें:
Molar concentration
मोलर सांद्रता
Mass densities
द्रव्यमान घनत्व
Mass fractions
द्रव्यमान अंश
Molar fractions of each species
प्रत्येक प्रजाति के मोलर अंश
A new experimental heat sink is designed to cool a high-power electronic component. The heat sink is made of aluminium and has multiple fins. The heat sink operates in a room with the air temperature is 25°C. You have been tasked with developing a dimensionless model using the Buckingham Pi theorem to predict the performance of the heat sink. The variable involved are the thermal conductivity (k), the heat transfer coefficient (h), the fin thickness (t), the fin height (L), the temperature difference between the base of the fin and the air (ΔT), the density of air (ρ), the specific heat of air at constant pressure (cp) and the dynamic viscosity of air (μ).
एक नया प्रायोगिक हीट सिंक एक उच्च-शक्ति इलेक्ट्रॉनिक घटक को ठंडा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हीट सिंक एल्यूमीनियम से बना है और इसमें कई पंख हैं। हीट सिंक एक ऐसे कमरे में संचालित होता है जहाँ हवा का तापमान 25°C होता है। आपको हीट सिंक के प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए बकिंघम पाई प्रमेय का उपयोग करके एक आयामहीन मॉडल विकसित करने का काम सौंपा गया है। इसमें शामिल चर हैं तापीय चालकता (k), ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक (h), पंख की मोटाई (t), पंख की ऊँचाई (L), पंख के आधार और हवा के बीच तापमान का अंतर (ΔT), हवा घनत्व (ρ), स्थिर दबाव पर हवा की विशिष्ट गर्मी (cp), और हवा की गतिशील श्यानता (μ)।
Using the Buckingham Pi theorem, determine the dimensionless groups (Pi terms) that govern the heat transfer from the fins. (14)
बकिंघम पाई प्रमेय का उपयोग करके, आयामहीन समूहों (Pi शब्द) का निर्धारण करें जो पंखों से गर्मी हस्तांतरण को नियंत्रित करते हैं।