정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T120 °C105 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 120 °C에서 105 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 70 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 105 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T130 °C85 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 130에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 100 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 85 °CTc: 15 → 100 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T80 °C35 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 310 kW를 전달한다. 전열 면적은 4 m²이다. 고온 유체는 80 °C에서 35 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 30 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 310 kWA = 4 m²Th: 80 → 35 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T110 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 25 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 8 m², U = 2000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 140 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 30 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 140 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T80 °C60 °C41 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 80에서 60 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 65.49 K
  2. 2. ΔTlm = 47.21 K
  3. 3. U = 3147 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3.738 m²
  5. 5. Tc,out = 131.4 °C
  6. 6. A = 0.8382 m²

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