정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

무료 인쇄용 열교환기 (LMTD) 학습지: 쉬운 문제부터 시험 수준까지 6문제, 정답표 포함. 인쇄하거나 PDF로 저장하세요.

새 학습지힌트와 함께 온라인으로 연습하기

교수자 안내: 수업에서 무료로 인쇄, 복사, 사용할 수 있습니다. 새 워크시트마다 값이 새로 바뀌고 별도의 정답이 함께 제공됩니다. 강의 페이지에 ExamProblems 링크를 걸어 주시면 감사하겠습니다.

이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T105 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 105 °C에서 50 °C로 냉각된다. 이 기름은 10 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.쉬움
길이T160 °C105 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 160 °C에서 105 °C로 냉각된다. 이 기름은 25 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.보통
길이T170 °C95 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 310 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 170에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 50 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 310 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.보통
길이T150 °C135 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 370 kW를 전달한다. 전열 면적은 2.5 m²이다. 고온 유체는 150 °C에서 135 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 50 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 370 kWA = 2.5 m²Th: 150 → 135 °CTc: 15 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T105 °C??25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 2 kW/K. 고온 유체는 105 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 3 m², U = 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T160 °C110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂병류

병류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 160 °C에서 110 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 40 mm이며 U = 250 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. Tc,out = 50.35 °C
  2. 2. Tc,out = 35.09 °C
  3. 3. A = 2.324 m²
  4. 4. U = 1349 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 70.71 °C
  6. 6. L = 27.38 m

자세한 단계별 풀이: examproblems.com에서 이 주제를 연습하세요.