정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T160 °C105 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 160에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 45 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 160 → 105 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T120 °C105 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 120에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 105 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T140 °C120 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 500 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 140에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 500 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 120 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.보통
길이T130 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 20 °C에서 35 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 130 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T140 °C110 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 140 °C에서 110 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 40 mm이며 U = 150 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 → 110 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T100 °C80 °C32.97 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 80 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 93.58 K
  2. 2. ΔTlm = 89.91 K
  3. 3. A = 24.1 m²
  4. 4. A = 0.2626 m²
  5. 5. L = 30.76 m
  6. 6. A = 0.5481 m²

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