정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T90 °C30 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 20 m², 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 90 °C에서 30 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 40 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 20 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 90 → 30 °CTc: 10 → 40 °C
Q̇ = kW
2.쉬움

열교환기에서 에탄올 0.5 kg/s(cp = 2.44 kJ/(kg·K))가 10 °C에서 70 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 10 → 70 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T110 °C95 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 500 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 110에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 80 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 500 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.보통
길이T105 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 85 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 85 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T160 °C105 °C52.63 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 160에서 105 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 105 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T145 °C115 °C20.05 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 145에서 115 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 982.2 kW
  2. 2. Q̇ = 73.2 kW
  3. 3. A = 42.92 m²
  4. 4. A = 16.57 m²
  5. 5. A = 2.328 m²
  6. 6. A = 2.197 m²

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