Thermal Engineering

a) Write a difference between renewable and non-renewable energy sources.

नवीकरणीय और अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के बीच अंतर लिखिए।

b) Compare Flat plate collector and concentrating collector.

समतल प्लेट संग्राहक एवं संकेंद्रित सौर संग्राहक की तुलना कीजिये।

Write short notes of the following :

1. Fossil fuels
2. Tidal energy

a) Give the definition of a system and explain the different types of systems by giving one example each.

निकाय की परिभाषा दीजिये तथा विभिन्न प्रकार का निकायों को एक-एक उदाहरण देकर समझाइये।

b) The pressure for a non-flow quasi-static process is p = (−3.5V + 20) Pa, where V is in m³. If the volume changes from 2 m³ to 5 m³, calculate the work done.

एक अप्रवाह क्वासी-स्टेटिक प्रक्रिया के लिए दाब, p = (−3.5V + 20) Pa है, जहाँ V मी³ में है। यदि आयतन 2 मी³ से 5 मी³ परिवर्तित होता है, तो किये गए कार्य की गणना कीजिये।

a) Write the Zeroth law of thermodynamics and what is the use of this law?

ऊष्मागतिकी की शून्यवाँ नियम लिखिए तथा इस नियम का क्या उपयोग है?

b) The initial volume of a 0.55 kg mass of gas is 0.25 m³ at 27°C and the pressure is 1.2 bar. Find the gas constant and the molecular weight of the gas.

किसी 0.55 किग्रा भार गैस का प्रारंभिक आयतन 0.25 मी³ पर तापमान 27°C है एवं दाब 1.2 बार है। गैस नियतांक तथा गैस का अणुभार ज्ञात कीजिये।

a) Explain the Kelvin-Planck and Clausius statements of the second law of thermodynamics.

ऊष्मागतिकी के द्वितीय नियम के केल्विन प्लैंक तथा क्लासियस कथन को समझाइये।

b) A heat engine produces 12.5 kW of power when the engine receives heat at the rate of 2350 kJ/min. Find the rate of heat rejected from the engine and find the thermal efficiency.

एक ऊष्मा इंजन 12.5 किलोवाट शक्ति उत्पन्न करता है जब यह इंजन 2350 किलोजूल/मिनट की दर से ऊष्मा प्राप्त करता है। इंजन से ऊष्मा निष्कासन की दर ज्ञात कीजिये साथ ही ऊष्मीय दक्षता भी ज्ञात कीजिये।

a) Write the first law of thermodynamics and prove that for non-flow process:

ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को लिखिये एवं सिद्ध कीजिये कि अप्रवाह प्रक्रम के लिए Q = ΔU + W होता है।

b) A system works on a cyclic process and there are four heat transfers in it and work is given for three processes, which are shown respectively.

Q_a-b = 230 kJ, Q_b-c = −30 kJ, Q_c-d = −170 kJ, Q_d-a = 60 kJ, W_a-b = 15 kJ, W_b-c = −10 kJ, W_c-d = 25 kJ calculate the work for process d – a.

एक निकाय चक्रीय प्रक्रम पर कार्य करता है तथा इसमें चार ऊष्मा संचरण मिलते है तथा तीन प्रक्रम के लिए कार्य दिए गए है, तो क्रमशः प्रदर्शित किये गए है

प्रक्रम d – a के लिए कार्य की गणना कीजिये।

a) Draw P-V and T-S diagrams for the following thermodynamic process:

1. Isobaric process
2. Isochoric process
3. Isothermal process
4. Adiabatic process

निम्नलिखित उष्मागतिकी प्रक्रम के लिए P-V तथा T-S आरेख बनाइये।

1. आइसोबारिक प्रक्रम
2. समआयतनिक प्रक्रम
3. आइसोथर्मल प्रक्रम
4. रुद्धोष्म प्रक्रम

b) The initial pressure, temperature and volume of air are 250 kPa, 315°C and 0.85 m³ respectively. In a frictionless constant volume process, the pressure changes to 125 kPa. Find the final temperature and value of heat transfer. Consider for air the value of gas constant 0.287 kJ/kg K and value of C_v 0.718 kJ/kg K.

निम्नलिखित परिस्थितियों में 25°C के तापमान पर 10 बार के दाब पर 2.5 किलोग्राम भाप का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की गणना करें।

1. जब भाप आर्द्र है, जिसका शुष्कतांश 0.85 है;
2. जब भाप शुष्क संतृप्त है।

a) Draw a neat diagram of Babcock and Wilcox boiler and label its parts.

बेबकॉक तथा विल्कोक्स बॉयलर का एक स्वच्छ चित्र खींचिए एवं भागों को लेबल करें।

b) Explain throttling calorimeter with the help of neat diagram.

उपरोधी कैलोरीमीटर को स्वच्छ चित्र की सहायता से समझाइये।

a) What is nozzle and how it is classified?

नोजल क्या है और इसे कैसे वर्गीकृत किया जाता है?

b) Dry saturated steam at 5 bar flow is a nozzle isentropically to a pressure of 1 bar and dryness fraction 0.9. If the velocity of steam at inlet is 85 m/s. So, find velocity of steam at outlet.

5 बार दाब की शुष्क संतृप्त भाप को 1 बार दाब तथा शुष्कतांश 0.9 तक समएंट्रोपिक प्रक्रम द्वारा नोजल में प्रसारित किया जाता है। यदि भाप का प्रारंभिक वेग 85 मी/से हो तो नोजल के निकास पर भाप का वेग ज्ञात कीजिये।

a) Nozzles are used in impulse turbine whereas it is not used in reaction turbine. Explain.

आवेग टरबाइन में नोजलों का प्रयोग किया जाता है जबकि प्रतिक्रिया टरबाइन में इसका प्रयोग नहीं होता है, स्पष्ट कीजिये।

b) Describe with a neat sketch the working of a surface condenser.

एक साफ-सुथरे चित्र के साथ एक पृष्ठीय संघनित्र की कार्यप्रणाली का वर्णन कीजिये।

Write short notes on the following :

1. Wind energy
2. Enthalpy
3. Entropy
4. Difference between Otto cycle and Diesel cycle.

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

1. पवन ऊर्जा
2. एन्थाल्पी
3. एन्ट्रॉपी
4. ऑटो चक्र तथा डीजल चक्र में अंतर

Write short notes of the following :

1. Carnot cycle
2. Dryness fraction
3. Difference between Boiler mountings and accessories.
4. Compounding of steam turbines

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

1. कार्नो चक्र
2. शुष्कता भिन्न
3. बायलर आरोपिकाएँ एवं बायलर उपसाधन में अंतर
4. वाष्प टरबाइन का बहुपदन