정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T160 °C125 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 160에서 125 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 60 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 160 → 125 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T145 °C75 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 145에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 115 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 75 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T110 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 20 °C에서 35 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T180 °C110 °C15 °C100 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 230 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 180에서 110 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 100 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 230 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 110 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
5.어려움
길이T110 °C55 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂병류

병류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 110 °C에서 55 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 300 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T155 °C45 °C66.45 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 155에서 45 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 102.5 K
  2. 2. ΔTlm = 43.28 K
  3. 3. A = 1.905 m²
  4. 4. A = 20.8 m²
  5. 5. L = 25.75 m
  6. 6. A = 15.04 m²

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