정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C60 °C165 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 165 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 60 °CTc: 25 → 165 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T180 °C100 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 135 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 100 °CTc: 10 → 135 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T105 °C85 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 390 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 105에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 390 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.보통
길이T130 °C45 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 560 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 130 °C에서 45 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 80 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 560 kWF = 0.9U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
5.어려움
길이T95 °C70 °C32.56 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 95에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T135 °C70 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 135 °C에서 70 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 50 mm이며 U = 200 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. ΔTlm = 19.96 K
  2. 2. ΔTlm = 64.92 K
  3. 3. A = 9.011 m²
  4. 4. A = 14.8 m²
  5. 5. A = 4.688 m²
  6. 6. L = 82.93 m

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