एक स्टीम प्लांट की तापीय दक्षता (thermal efficiency) को ________ के रूप में परिभाषित किया गया है।

Question

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The correct answer is B: टर्बाइन शाफ्ट पर प्रेषित यांत्रिक ऊर्जा के ऊष्मा समतुल्य का कोयले के दहन की ऊष्मा से अनुपात. स्टीम पावर प्लांट की तापीय दक्षता, टर्बाइन शाफ्ट पर उपलब्ध ऊर्जा आउटपुट और ईंधन के दहन द्वारा आपूर्ति की गई कुल ऊर्जा इनपुट का अनुपात है। यह हीट इंजन चक्र के भीतर ईंधन से प्राप्त तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में बदलने की दक्षता को दर्शाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
स्टीम पावर प्लांट की तापीय दक्षता, टर्बाइन शाफ्ट पर उपलब्ध ऊर्जा आउटपुट और ईंधन के दहन द्वारा आपूर्ति की गई कुल ऊर्जा इनपुट का अनुपात है। यह हीट इंजन चक्र के भीतर ईंधन से प्राप्त तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में बदलने की दक्षता को दर्शाता है।

Working Principle: एक स्टीम प्लांट में, कोयले की रासायनिक ऊर्जा को बॉयलर में तापीय ऊर्जा में बदल दिया जाता है। यह भाप टर्बाइन के माध्यम से प्रसारित होती है, जो ऊष्मा ऊर्जा को यांत्रिक शाफ्ट कार्य में परिवर्तित करती है। दक्षता यह मापती है कि प्लांट इस ऊर्जा को कितनी प्रभावी रूप से कैप्चर करता है, जो कार्नोट चक्र की सीमाओं और बॉयलर व कंडेनसर में होने वाली ऊष्मा हानि जैसे ऊष्मप्रवैगिकी अवरोधों द्वारा सीमित होती है।

Key Formulas: $$\eta_{	ext{th}} = \frac{W_{	ext{turbine}}}{m_f 	imes CV}$$; $$\eta_{	ext{th}} = \frac{	ext{Heat Equivalent of Mechanical Energy}}{	ext{Heat of Combustion of Coal}}$$

Key Points: तापीय दक्षता दहन प्रक्रिया और टर्बाइन विस्तार में होने वाली हानि को ध्यान में रखती है।; यह समग्र प्लांट दक्षता से भिन्न है जिसमें विद्युत जनरेटर की हानि शामिल होती है।; उच्च भाप तापमान और दबाव आमतौर पर तापीय दक्षता में सुधार करते हैं।; आधुनिक स्टीम पावर प्लांट के लिए सामान्य मान 30\% से 45\% तक होते हैं।

Advantages: ऊष्मप्रवैगिकी चक्र के प्रदर्शन का सीधा माप प्रदान करती है।; पृथक विश्लेषण के लिए जनरेटर दक्षता से स्वतंत्र है।

Disadvantages: विद्युत संचरण या सहायक उपकरणों में होने वाली हानि को ध्यान में नहीं रखती है।; हाउस लोड को ध्यान में रखे बिना शुद्ध प्लांट आउटपुट का अनुमान लगाने के लिए इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है।

Applications: स्टीम पावर चक्र का प्रदर्शन मॉनिटरिंग।; विभिन्न पावर प्लांट कॉन्फ़िगरेशन के बीच डिजाइन दक्षता की तुलना करना।

Additional Info: समग्र दक्षता को (विद्युत आउटपुट) / (कोयले के दहन की ऊष्मा) के रूप में परिभाषित किया गया है।. विकल्प A उल्टा है और दक्षता परिभाषा के लिए गणितीय रूप से गलत है।. विकल्प C और D तापीय/चक्र दक्षता के बजाय समग्र दक्षता से संबंधित हैं।

Answer: B सही है — तापीय दक्षता को टर्बाइन शाफ्ट पर प्रेषित यांत्रिक ऊर्जा के ऊष्मा समतुल्य का कोयले के दहन की ऊष्मा से अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

Exam Tip: याद रखें कि 'तापीय दक्षता' आमतौर पर हीट इंजन (चक्र) के प्रदर्शन को संदर्भित करती है, जबकि 'समग्र दक्षता' जनरेटर और सहायक प्रणालियों सहित प्लांट के प्रदर्शन को संदर्भित करती है।

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Option A: कोयले के दहन की ऊष्मा का टर्बाइन शाफ्ट पर प्रेषित यांत्रिक ऊर्जा के ऊष्मा समतुल्य से अनुपात

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Option C: कोयले के दहन की ऊष्मा का विद्युत आउटपुट के ऊष्मा समतुल्य से अनुपात

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Option D: विद्युत आउटपुट के ऊष्मा समतुल्य का कोयले के दहन की ऊष्मा से अनुपात

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