정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T125 °C110 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 125에서 110 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 115 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 125 → 110 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T150 °C110 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 150에서 110 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 125 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 125 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T155 °C60 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 90 kW를 전달한다. 전열 면적은 4 m²이다. 고온 유체는 155 °C에서 60 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 55 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 90 kWA = 4 m²Th: 155 → 60 °CTc: 10 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T130 °C115 °C15 °C95 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 270 kW를 전달한다. 전열 면적은 6 m²이다. 고온 유체는 130 °C에서 115 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 95 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 270 kWA = 6 m²Th: 130 → 115 °CTc: 15 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T165 °C100 °C33.94 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 165에서 100 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 2 m², U = 2000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 130 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 37.76 K
  2. 2. ΔTlm = 47.29 K
  3. 3. U = 541.2 W/(m²·K)
  4. 4. U = 828.6 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0.9303 m²
  6. 6. Tc,out = 113 °C

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