정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T125 °C45 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 125에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 40 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 125 → 45 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T85 °C60 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 85 °C에서 60 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 30 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T175 °C55 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 740 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 175 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 155 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.95이고 U = 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 740 kWF = 0.95U = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 55 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 70 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T160 °C135 °C37.56 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 160에서 135 °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 → 135 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T130 °C65 °C49.44 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 130에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 49.03 K
  2. 2. ΔTlm = 49.11 K
  3. 3. A = 31.58 m²
  4. 4. A = 12.25 m²
  5. 5. A = 0.8478 m²
  6. 6. A = 2.973 m²

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