정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T115 °C75 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 115 °C에서 75 °C로 냉각된다. 이 기름은 25 °C로 들어오는 물 0.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.쉬움
길이T170 °C85 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 170에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 30 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 170 → 85 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T135 °C115 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 290 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 135에서 115 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 290 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 115 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.보통
길이T105 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 85 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 105 °Cṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 85 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T125 °C??25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1.5 kW/K. 고온 유체는 125 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 25 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T95 °C??20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 4 kW/K. 고온 유체는 95 °C, 저온 유체는 20 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 6 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. Tc,out = 69.02 °C
  2. 2. ΔTlm = 101 K
  3. 3. A = 8.382 m²
  4. 4. A = 2.171 m²
  5. 5. Th,out = 90.22 °C
  6. 6. Th,out = 71.72 °C

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