정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

무료 인쇄용 열교환기 (LMTD) 학습지: 쉬운 문제부터 시험 수준까지 6문제, 정답표 포함. 인쇄하거나 PDF로 저장하세요.

새 학습지힌트와 함께 온라인으로 연습하기

교수자 안내: 수업에서 무료로 인쇄, 복사, 사용할 수 있습니다. 새 워크시트마다 값이 새로 바뀌고 별도의 정답이 함께 제공됩니다. 강의 페이지에 ExamProblems 링크를 걸어 주시면 감사하겠습니다.

이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T115 °C75 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 115에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 75 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T155 °C70 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 12 m², 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 155 °C에서 70 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 135 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 12 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 70 °CTc: 20 → 135 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T155 °C140 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 470 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 155 °C에서 140 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 20 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.8이고 U = 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 470 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 140 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.보통
길이T125 °C85 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 300 kW를 전달한다. 전열 면적은 8 m²이다. 고온 유체는 125 °C에서 85 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 75 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 300 kWA = 8 m²Th: 125 → 85 °CTc: 30 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1 m², U = 1000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 30 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T160 °C80 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂병류

병류 이중관 열교환기에서 고온 기름(1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 160 °C에서 80 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 10 °C로 들어간다. 내관의 지름은 25 mm이며 U = 500 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. ΔTlm = 47.1 K
  2. 2. Q̇ = 196.4 kW
  3. 3. A = 14.78 m²
  4. 4. U = 993.2 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 58.52 °C
  6. 6. L = 62.37 m

자세한 단계별 풀이: examproblems.com에서 이 주제를 연습하세요.