정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T180 °C140 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 140 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 90 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 140 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 경유 2 kg/s(cp = 2.1 kJ/(kg·K))가 30 °C에서 80 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 30 → 80 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T165 °C95 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 160 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 165에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 25 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.보통
길이T115 °C100 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 300 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 45 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 300 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.어려움
길이T170 °C65 °C72.1 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T145 °C90 °C79.34 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 145에서 90 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 1 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 102 K
  2. 2. Q̇ = 210 kW
  3. 3. A = 4.988 m²
  4. 4. A = 7.766 m²
  5. 5. A = 4.058 m²
  6. 6. A = 10.95 m²

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