정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C155 °C165 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 155 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 165 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 155 °CTc: 30 → 165 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T130 °C90 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 130 °C에서 90 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 85 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 90 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T115 °C95 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 470 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 470 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 95 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.보통
길이T90 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 430 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 90 °C에서 60 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 70 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.8이고 U = 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 430 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.어려움
길이T110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 4 m², U = 1000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 10 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 110 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T175 °C??20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1 kW/K. 고온 유체는 175 °C, 저온 유체는 20 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 2 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 20 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 45.53 K
  2. 2. ΔTlm = 33.97 K
  3. 3. A = 16.44 m²
  4. 4. A = 21.79 m²
  5. 5. Tc,out = 48.03 °C
  6. 6. Th,out = 116.9 °C

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