कोयला-आधारित बॉयलरों के संबंध में सही कथन चुनें।

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is A: वॉटर-ट्यूब बॉयलर, फायर-ट्यूब बॉयलर की तुलना में अधिक कुशल होते हैं।. वॉटर-ट्यूब बॉयलर दक्षता में बेहतर होते हैं क्योंकि वे फायर-ट्यूब बॉयलरों की तुलना में बड़े हीटिंग सतहों, उच्च-दबाव संचालन और बेहतर भाप पृथक्करण (steam separation) की अनुमति देते हैं। ट्यूबों की व्यवस्था गर्म गैसों को पानी ले जाने वाली ट्यूबों के चारों ओर अधिक प्रभावी ढंग से घूमने देती है, जिससे वाष्पीकरण की दर तेज हो जाती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
वॉटर-ट्यूब बॉयलर दक्षता में बेहतर होते हैं क्योंकि वे फायर-ट्यूब बॉयलरों की तुलना में बड़े हीटिंग सतहों, उच्च-दबाव संचालन और बेहतर भाप पृथक्करण (steam separation) की अनुमति देते हैं। ट्यूबों की व्यवस्था गर्म गैसों को पानी ले जाने वाली ट्यूबों के चारों ओर अधिक प्रभावी ढंग से घूमने देती है, जिससे वाष्पीकरण की दर तेज हो जाती है।

Working Principle: वॉटर-ट्यूब बॉयलरों में, पानी ट्यूबों के अंदर घूमता है जबकि गर्म दहन गैसें बाहरी रूप से प्रवाहित होती हैं। यह डिज़ाइन उच्च ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक (heat transfer coefficients), संवहन (convection) के माध्यम से बेहतर परिसंचरण और छोटी व्यास वाली ट्यूब ज्यामिति का उपयोग करके बहुत अधिक भाप दबाव का सामना करने की क्षमता को सुगम बनाता है, जिससे ट्यूब की दीवारों में तन्यता प्रतिबल (tensile stress) कम हो जाता है।

Key Formulas: $\eta = \frac{\dot{m}_s (h_s - h_f)}{\dot{m}_f 	imes CV}$ — जहाँ $\eta$ बॉयलर दक्षता है, $\dot{m}_s$ भाप द्रव्यमान प्रवाह दर है, $h_s$ भाप एन्थैल्पी है, $h_f$ फीडवाटर एन्थैल्पी है, $\dot{m}_f$ ईंधन द्रव्यमान प्रवाह दर है, और $CV$ ईंधन का कैलोरी मान है।

Key Points: वॉटर-ट्यूब बॉयलर बड़े हीटिंग सतह क्षेत्र और आयतन अनुपात का उपयोग करते हैं।; वे उतार-चढ़ाव वाले भार और उच्च-दबाव बिजली उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त हैं।; शेल डिज़ाइन सीमाओं के कारण फायर-ट्यूब बॉयलर आमतौर पर $20 	ext{ bar}$ से कम दबाव तक सीमित होते हैं।

Advantages: बहुत उच्च दबाव और उच्च भाप क्षमता उत्पन्न करने में सक्षम; भार परिवर्तनों के लिए तीव्र भाप उत्पादन प्रतिक्रिया; छोटे व्यास वाली ट्यूब उच्च दबाव में अधिक सुरक्षित होती हैं

Disadvantages: ट्यूब स्केलिंग को रोकने के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले फीड वॉटर की आवश्यकता होती है; फायर-ट्यूब इकाइयों की तुलना में अधिक जटिल निर्माण और रखरखाव

Applications: थर्मल पावर प्लांट; बड़े पैमाने पर औद्योगिक भाप आवश्यकताएं

Additional Info: विकल्प B गलत है क्योंकि फायर-ट्यूब बॉयलरों में ऊष्मा की हानि अधिक और वाष्पीकरण दर कम होती है।. विकल्प C गलत है क्योंकि वॉटर-ट्यूब बॉयलरों में अधिक परिष्कृत निर्माण और सामग्री का उपयोग शामिल है, जिससे वे अधिक महंगे हो जाते हैं।. विकल्प D गलत है क्योंकि फायर-ट्यूब बॉयलर निम्न-से-मध्यम दबाव वाले अनुप्रयोगों तक सीमित होते हैं।

Answer: A सही है — बेहतर ऊष्मा स्थानांतरण सतह विन्यास और उच्च तापीय भार को संभालने की क्षमता के कारण वॉटर-ट्यूब बॉयलर फायर-ट्यूब बॉयलरों की तुलना में अधिक कुशल होते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि वॉटर-ट्यूब बॉयलर उच्च दबाव/बड़े पैमाने के लिए होते हैं, जबकि फायर-ट्यूब बॉयलर कम दबाव/छोटे पैमाने के लिए होते हैं; यह अंतर परीक्षकों का पसंदीदा विषय है।

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Option B: वॉटर-ट्यूब बॉयलरों की तुलना में फायर-ट्यूब बॉयलरों की तापीय दक्षता अधिक होती है।

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Option C: वॉटर-ट्यूब बॉयलर, फायर-ट्यूब बॉयलरों की तुलना में कम महंगे होते हैं।

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Option D: फायर-ट्यूब बॉयलरों का उपयोग आमतौर पर उच्च-दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

Feature	वॉटर-ट्यूब	फायर-ट्यूब
दबाव सीमा	$150-200 \text{ bar}$ तक	आमतौर पर $20 \text{ bar}$ तक
सुरक्षा	उच्चतर (कम पानी जमा होता है)	निम्नतर (दबावग्रस्त पानी की बड़ी मात्रा)

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