정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C120 °C130 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 130 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 120 °CTc: 10 → 130 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T130 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 130 °C에서 70 °C로 냉각된다. 이 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.보통
길이T130 °C70 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 460 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 130에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 90 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 460 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 70 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.보통
길이T145 °C70 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 150 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 145에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 25 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 150 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 70 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.어려움
길이T100 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1.5 kW/K. 고온 유체는 100 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1.5 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 10 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T165 °C135 °C47.94 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 165에서 135 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 72.72 K
  2. 2. Tc,out = 49.76 °C
  3. 3. A = 6.217 m²
  4. 4. A = 6.24 m²
  5. 5. Th,out = 60 °C
  6. 6. A = 1.69 m²

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