정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T110 °C85 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 110에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 55 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 110 → 85 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T125 °C65 °C105 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 125에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 105 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 125 → 65 °CTc: 15 → 105 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T140 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 140 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 20 °C에서 80 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 140 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 80 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T120 °C55 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 200 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 120에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 55 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.어려움
길이T85 °C50 °C72.78 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 85에서 50 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 0.5 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T95 °C35 °C37.01 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 95에서 35 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 200 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 59.86 K
  2. 2. ΔTlm = 32.74 K
  3. 3. A = 0.9658 m²
  4. 4. A = 8.31 m²
  5. 5. A = 11.15 m²
  6. 6. A = 38.67 m²

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