1.쉬움
향류 열교환기의 전열 면적은 12 m², 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 120 °C에서 80 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 35 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.
A = 12 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지
2.쉬움
고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 110 °C에서 65 °C로 냉각된다. 이 기름은 20 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.보통
대향류 열교환기가 400 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 80에서 40 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 45 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.
Q̇ = 400 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 40 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.보통
대향류 열교환기가 190 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 80에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 70 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.
Q̇ = 190 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.어려움
향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1 kW/K. 고온 유체는 170 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1.5 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.
Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 25 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 95 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 2 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 95 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
정답표
- 1. Q̇ = 165.4 kW
- 2. Tc,out = 46.91 °C
- 3. A = 84.73 m²
- 4. A = 8.78 m²
- 5. Th,out = 90.91 °C
- 6. A = 0.5745 m²
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