정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T115 °C45 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 115에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 105 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 105 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 경유 0.2 kg/s(cp = 2.1 kJ/(kg·K))가 110 °C에서 65 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 110 → 65 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T170 °C95 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 150 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 170에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 150 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.보통
길이T140 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 140 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 50 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 50 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T115 °C35 °C76.03 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 115에서 35 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 1 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 35 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T135 °C90 °C32.54 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 135에서 90 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °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 = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 16.37 K
  2. 2. Q̇ = 18.9 kW
  3. 3. A = 6.438 m²
  4. 4. A = 1.258 m²
  5. 5. A = 5.847 m²
  6. 6. A = 5.74 m²

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