정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T165 °C65 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 165에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 165 → 65 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T180 °C75 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 65 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 75 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T155 °C100 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 540 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 155 °C에서 100 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 50 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.88이고 U = 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 540 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 100 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.보통
길이T110 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 40 °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: 10 → 40 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T130 °C85 °C58.91 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 130에서 85 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T120 °C85 °C37.58 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 120에서 85 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 2 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 87.19 K
  2. 2. ΔTlm = 81.35 K
  3. 3. A = 21.61 m²
  4. 4. A = 3.727 m²
  5. 5. A = 7.226 m²
  6. 6. A = 6.679 m²

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