1.쉬움
대향류 열교환기에서 고온 유체는 170에서 140 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 90 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.
Th: 170 → 140 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지
2.쉬움
고온 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 140 °C에서 80 °C로 냉각된다. 이 기름은 20 °C로 들어오는 물 1 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: 140 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.보통
응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 60 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.
Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
대향류 열교환기가 460 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 175에서 160 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 135 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.
Q̇ = 460 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 160 °CTc: 10 → 135 °C
A = m²
5.어려움
뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 180에서 150 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 150 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
전열 면적 2 m², U = 2500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.
Ts = 110 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
정답표
- 1. ΔTlm = 103 K
- 2. Tc,out = 86.03 °C
- 3. A = 1.22 m²
- 4. A = 18.42 m²
- 5. A = 1.757 m²
- 6. Tc,out = 63.26 °C
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