정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T90 °C35 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 90 °C에서 35 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 30 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T90 °C75 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 2.5 m², 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 90 °C에서 75 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 75 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 2.5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T130 °C95 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 300 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 130에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 120 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
4.보통
길이T125 °C60 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 180 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 125에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 40 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.어려움
길이T110 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1.5 kW/K. 고온 유체는 110 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T125 °C40 °C103.5 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 125에서 40 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 0.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 40 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 24.63 K
  2. 2. Q̇ = 14.54 kW
  3. 3. A = 11.62 m²
  4. 4. A = 4.674 m²
  5. 5. Th,out = 47.5 °C
  6. 6. A = 25.56 m²

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