Reciprocating Compressors MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Reciprocating Compressors - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें
Last updated on Jun 18, 2025
Latest Reciprocating Compressors MCQ Objective Questions
Reciprocating Compressors Question 1:
समान इनलेट अवस्था और समान निकास दाब के लिए एक रेसिप्रोकेटिंग वायु संपीडक में कार्य इनपुट न्यूनतम कब होता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Reciprocating Compressors Question 1 Detailed Solution
व्याख्या:
एक रेसिप्रोकेटिंग वायु संपीडक में कार्य इनपुट
- एक रेसिप्रोकेटिंग वायु संपीडक में कार्य इनपुट, किसी दिए गए वायु के द्रव्यमान को प्रारंभिक दाब और तापमान से उच्च दाब तक संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करता है। यह ऊर्जा उस प्रक्रिया पथ पर निर्भर करती है जिसका संपीड़न अनुसरण करता है (जैसे, समतापीय, समदैशिक, या बहुपद)।
संपीडन PV = स्थिरांक (समतापीय प्रक्रिया) का पालन करता है।
ऊष्मागतिक विश्लेषण:
- एक रेसिप्रोकेटिंग वायु संपीडक में, संपीड़न प्रक्रिया विभिन्न ऊष्मागतिक पथों का पालन कर सकती है, जैसे कि समतापीय, रुद्धोष्म (समदैशिक), या बहुपद प्रक्रियाएँ।
- एक संपीड़न प्रक्रिया में कार्य इनपुट दाब-आयतन (P-V) वक्र के नीचे के क्षेत्र द्वारा दिया जाता है। इसलिए, किया गया कार्य प्रक्रिया पथ पर निर्भर करता है।
- एक समतापीय प्रक्रिया (PV = स्थिरांक) के लिए, संपीड़न के दौरान वायु का तापमान स्थिर रहता है। इसे प्राप्त करने के लिए परिवेश के साथ पूर्ण ऊष्मा स्थानांतरण की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करना कि संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को लगातार हटा दिया जाता है।
एक समतापीय प्रक्रिया में किया गया कार्य:
समतापीय संपीड़न के दौरान किया गया कार्य इस प्रकार दिया जाता है:
Wसमतापीय = mRT ln (P2/P1)
- m: संपीड़ित की जा रही वायु का द्रव्यमान
- R: विशिष्ट गैस स्थिरांक
- T: वायु का निरपेक्ष तापमान (एक समतापीय प्रक्रिया में स्थिर)
- P1: वायु का प्रारंभिक दाब
- P2: वायु का अंतिम दाब
एक समतापीय प्रक्रिया में, कार्य इनपुट दाब अनुपात (P2/P1) के प्राकृतिक लघुगणक के समानुपाती होता है, और तापमान स्थिर रहता है। यह अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में सबसे कम मात्रा में कार्य करता है क्योंकि संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को हटा दिया जाता है, जिससे तापमान और दाब में वृद्धि को दिए गए दाब अनुपात से अधिक नहीं होने से रोका जाता है।
क्यों समतापीय संपीड़न को न्यूनतम कार्य की आवश्यकता होती है:
- समतापीय संपीड़न के दौरान, वायु का तापमान स्थिर रहता है, जो किसी दिए गए आयतन में कमी के लिए दाब वृद्धि को कम करने में मदद करता है।
- दाब वृद्धि में कमी के परिणामस्वरूप P-V वक्र के नीचे का क्षेत्र कम हो जाता है, जिससे कार्य इनपुट कम हो जाता है।
- इसके विपरीत, रुद्धोष्म या बहुपद प्रक्रियाओं में, संपीड़न के दौरान तापमान बढ़ जाता है, जिससे उच्च दाब वृद्धि होती है और परिणामस्वरूप, अधिक कार्य इनपुट होता है।
व्यावहारिक चुनौतियाँ:
- जबकि समतापीय संपीड़न सैद्धांतिक रूप से सबसे कुशल है, व्यवहार में पूर्ण समतापीय परिस्थितियों को प्राप्त करना तेजी से संपीड़न के दौरान निरंतर ऊष्मा स्थानांतरण को बनाए रखने में कठिनाई के कारण चुनौतीपूर्ण है।
- समतापीय संपीड़न के अनुमान के लिए, बहु-चरण संपीडक में इंटरकूलर का उपयोग अक्सर वायु को चरणों के बीच ठंडा करने के लिए किया जाता है, जिससे समग्र कार्य इनपुट कम हो जाता है।
Reciprocating Compressors Question 2:
एकल-क्रिया, एकल-सिलिंडर पारस्परिक वायु संपीड़क 110 kPa और 300K से 660 kPa तक 20 kg/min वायु को PV1.25 = नियतांक के अनुसार संपीडित कर रहा है। यांत्रिक दक्षता 80% है। कंप्रेसर के लिए शक्ति इनपुट क्या है? [R = 0.287 kJ/kg-K, , अंतराल, क्षरण और शीतलन की उपेक्षा करें]
Answer (Detailed Solution Below)
Reciprocating Compressors Question 2 Detailed Solution
संकल्पना:
हम पारस्परिक संपीड़क में वायु को संपीडित करने के लिए आवश्यक शक्ति इनपुट को निर्धारित करने के लिए बहुपद प्रक्रिया समीकरणों और यांत्रिक दक्षता का उपयोग करते हैं।
दिया गया है:
- वायु की द्रव्यमान प्रवाह दर, \( \dot{m} = 20 \, \text{kg/min} = 0.333 \, \text{kg/s} \)
- इनलेट दबाव, \( P_1 = 110 \, \text{kPa} \)
- इनलेट तापमान, \( T_1 = 300 \, \text{K} \)
- आउटलेट दाब, \( P_2 = 660 \, \text{kPa} \)
- बहुपद सूचकांक, \( n = 1.25 \)
- गैस स्थिरांक, \( R = 0.287 \, \text{kJ/kg·K} \)
- यांत्रिक दक्षता, \( \eta_{\text{mech}} = 80\% = 0.8 \)
- दिया गया है: \( (6)^{0.2} = 1.43 \)
चरण 1: बहुपद कार्य किया गया गणना करें
प्रति किग्रा वायु के लिए बहुपद प्रक्रिया के लिए किया गया कार्य है:
\( W_{\text{polytropic}} = \frac{n}{n-1} \times R \times T_1 \times \left[ \left( \frac{P_2}{P_1} \right)^{\frac{n-1}{n}} - 1 \right] \)
मानों को प्रतिस्थापित करें:
\( W_{\text{polytropic}} = \frac{1.25}{0.25} \times 0.287 \times 300 \times \left[ (6)^{0.2} - 1 \right] \)
\( W_{\text{polytropic}} = 5 \times 0.287 \times 300 \times (1.43 - 1) \)
\( W_{\text{polytropic}} = 184.515 \, \text{kJ/kg} \)
चरण 2: इंगित शक्ति की गणना करें
इंगित शक्ति द्रव्यमान प्रवाह दर से गुणा किया गया कार्य है:
\( P_{\text{indicated}} = \dot{m} \times W_{\text{polytropic}} \)
\( P_{\text{indicated}} = 0.333 \times 184.515 = 61.5 \, \text{kW} \)
चरण 3: शक्ति इनपुट की गणना करें
शक्ति इनपुट यांत्रिक दक्षता के लिए खाते में है:
\( P_{\text{input}} = \frac{P_{\text{indicated}}}{\eta_{\text{mech}}} \)
\( P_{\text{input}} = \frac{61.5}{0.8} = 76.875 \, \text{kW} \)
Reciprocating Compressors Question 3:
किसी दिए गए चरण कार्य के लिए एक अक्षीय प्रवाह संपीडक का भारण गुणांक क्या है? [जहाँ u रोटर का परिधीय वेग है]:
Answer (Detailed Solution Below)
Reciprocating Compressors Question 3 Detailed Solution
व्याख्या:
अक्षीय प्रवाह संपीडक का भरण गुणांक
परिभाषा: अक्षीय प्रवाह संपीडक का भारण गुणांक एक आयामहीन प्राचल है जो संपीडक के किसी दिए गए चरण में रोटर ब्लेड द्वारा वायु प्रवाह को दी जाने वाली ऊर्जा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। यह संपीडक चरण के प्रदर्शन और दक्षता को निर्धारित करने में एक आवश्यक कारक है। भारण गुणांक को आमतौर पर किए गए चरण कार्य और रोटर के परिधीय वेग (u) के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।
भारण गुणांक, जिसे अक्सर ψ के रूप में दर्शाया जाता है, को गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
ψ = Δh/u²
जहाँ:
- Δh: चरण कार्य या एन्थैल्पी वृद्धि (J/kg)
- u: रोटर का परिधीय वेग (m/s)
भारण गुणांक (ψ) परिधीय वेग (u) के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती है। सूत्र से स्पष्ट है:
ψ = Δh/u²
Reciprocating Compressors Question 4:
एकल-चरण, एकल-क्रियाशील पारस्परिक प्रशीतन संपीडक का निम्नलिखित आंकड़ा है:
निकासी आयतन = 0.0005 m³
स्ट्रोक आयतन = 0.01 m³
सक्शन आयतन = 0.0084 m³
संपीडक की आयतन दक्षता इस प्रकार दी गई है
Answer (Detailed Solution Below)
Reciprocating Compressors Question 4 Detailed Solution
संकल्पना:
एक पारस्परिक कंप्रेसर की आयतन दक्षता को सक्शन के दौरान खींचे गए प्रशीतन के वास्तविक आयतन और स्वेप्ट (स्ट्रोक) आयतन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है:
\( \eta_v = \frac{V_{suction}}{V_s} \)
दिया गया है:
निकासी आयतन, \( V_c = 0.0005~\text{m}^3 \)
स्ट्रोक आयतन, \( V_s = 0.01~\text{m}^3 \)
सक्शन आयतन, \( V_{suction} = 0.0084~\text{m}^3 \)
गणना:
\( \eta_v = \frac{0.0084}{0.01} = 0.84 = 84\% \)
Reciprocating Compressors Question 5:
दो चरण वाले प्रत्यागामी संपीडक की अधिकतम दक्षता के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करेंः
1. प्रत्येक चरण के लिए दाब अनुपात समान होता है।
2. प्रत्येक चरण में किया गया कार्य समान होता है।
3. इंटरकूलिंग उचित है।
निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?Answer (Detailed Solution Below)
Reciprocating Compressors Question 5 Detailed Solution
संकल्पना:
न्यूनतम कार्य इनपुट के लिए, प्रत्येक चरण में दाब अनुपात बहु-स्तरीय संपीड़न में समान होना चाहिए।
N-चरण संपीडन में,
\(\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = \frac{{{P_3}}}{{{P_2}}} = \frac{{{P_4}}}{{{P_3}}} = \frac{{{P_{N + 1}}}}{{{P_N}}} = constant\left( k \right)\)
\(\frac{{{P_{N + 1}}}}{{{P_N}}} = {\left( k \right)^N}\)
दो चरण संपीडन के लिए \({\rm{\;}}Pressure{\rm{\;}}ratio = {\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)^{1/2}}\)
\({W_{per{\rm{\;}}stage}} = {\rm{\;}}\frac{n}{{n - 1}}{\rm{\;}}{m_a}R{\rm{\;}}{T_1}\left[ {{{\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)}^{\frac{{n - 1}}{n}}} - 1} \right]{\rm{\;}}\)
अर्थात् W प्रति चरण दाब अनुपात और इनलेट तापमान T1 का फलन है ।उचित इंटरकूलिंग के लिए प्रत्येक चरण में इंटरकूलिंग के बाद तापमान समान होता हैi
अर्थात् दो चरण संपीडन के लिए
T1 = T3
जैसा कि इनलेट पर दाब अनुपात और तापमान समान हैं, प्रत्येक चरण में किया गया कार्य समान होंगा।
उचित इंटर कूलिंग से हम समतापीय संपीडन को प्राप्त करेंगे जिसके लिए न्यूनतम कार्य करना होगा और दक्षता में सुधार होगा।