정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T100 °C50 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 100에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 40 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 100 → 50 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T100 °C70 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 100에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 70 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 100 → 70 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T85 °C70 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 700 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 85 °C에서 70 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 60 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 700 kWF = 0.9U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.보통
길이T140 °C70 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 130 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 140 °C에서 70 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 45 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.88이고 U = 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 130 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 70 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.어려움
길이T90 °C45 °C29.49 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 90에서 45 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1000 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T165 °C45 °C109 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 165에서 45 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 1 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1000 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 36.41 K
  2. 2. ΔTlm = 39.15 K
  3. 3. A = 28.57 m²
  4. 4. A = 10.09 m²
  5. 5. A = 1.537 m²
  6. 6. A = 9.27 m²

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