정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T145 °C95 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 145 °C에서 95 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 75 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 95 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T180 °C55 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 15 m², 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 180 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 90 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 15 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 55 °CTc: 10 → 90 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T120 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 25 °C에서 60 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 60 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T135 °C120 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 290 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 135에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 50 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 290 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 120 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
5.어려움
길이T125 °C95 °C12.51 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 125에서 95 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 200 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T130 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 4 m², U = 1000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 57.3 K
  2. 2. Q̇ = 779.1 kW
  3. 3. A = 2.881 m²
  4. 4. A = 2.15 m²
  5. 5. A = 1.605 m²
  6. 6. Tc,out = 64.93 °C

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