정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T85 °C60 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 85 °C에서 60 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 35 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 85 → 60 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 물 2.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 25 °C에서 40 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 2.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T105 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 25 °C에서 60 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 60 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T140 °C105 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 420 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 140에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 90 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 105 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.어려움
길이T110 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 110 °C에서 60 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 40 mm이며 U = 400 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T170 °C140 °C23.25 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 140 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 2 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 41.86 K
  2. 2. Q̇ = 156.8 kW
  3. 3. A = 2.886 m²
  4. 4. A = 8.555 m²
  5. 5. L = 38.61 m
  6. 6. A = 2.545 m²

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