정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T150 °C135 °C10 °C125 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 150 °C에서 135 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 125 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 150 → 135 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T90 °C65 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 90에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 40 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 90 → 65 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T140 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 140 °C로 응축된다. 냉각수(2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 50 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 50 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T115 °C85 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 190 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 20 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 190 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 85 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.어려움
길이T140 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 140 °C에서 65 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 500 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 65 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T165 °C??30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 165 °C, 저온 유체는 30 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1.5 m², U = 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 30 °CA = 1.5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 49.26 K
  2. 2. ΔTlm = 44.81 K
  3. 3. A = 1.23 m²
  4. 4. A = 7.486 m²
  5. 5. L = 45.53 m
  6. 6. Th,out = 84 °C

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