정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T85 °C55 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 85 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 25 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 85 → 55 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T140 °C75 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 140에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 120 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 140 → 75 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T135 °C55 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 250 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 135에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 40 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 250 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 55 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.보통
길이T120 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 25 °C에서 60 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 120 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 60 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T120 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 3 kW/K. 고온 유체는 120 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T130 °C65 °C88.31 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 130에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 1 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 47.21 K
  2. 2. ΔTlm = 32.74 K
  3. 3. A = 4.161 m²
  4. 4. A = 0.9604 m²
  5. 5. Th,out = 92.5 °C
  6. 6. A = 12.75 m²

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