정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움

열교환기에서 에탄올 0.2 kg/s(cp = 2.44 kJ/(kg·K))가 110 °C에서 85 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 110 → 85 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T130 °C80 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 130 °C에서 80 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 70 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 80 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T105 °C50 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 210 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 105에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 55 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.보통
길이T90 °C55 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 160 kW를 전달한다. 전열 면적은 20 m²이다. 고온 유체는 90 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 55 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 160 kWA = 20 m²Th: 90 → 55 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T100 °C40 °C91.77 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 40 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 1 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T115 °C50 °C30.89 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 115에서 50 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 1.5 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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 12.2 kW
  2. 2. ΔTlm = 40.4 K
  3. 3. A = 11.64 m²
  4. 4. U = 269.2 W/(m²·K)
  5. 5. A = 28.29 m²
  6. 6. A = 1.625 m²

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