정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T160 °C40 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 160에서 40 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 160 → 40 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T80 °C60 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 80에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 55 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 80 → 60 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T90 °C55 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 300 kW를 전달한다. 전열 면적은 20 m²이다. 고온 유체는 90 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 70 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 300 kWA = 20 m²Th: 90 → 55 °CTc: 30 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T125 °C65 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 160 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 125에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 65 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.어려움
길이T170 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 170 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T170 °C70 °C33.34 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 3 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 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 66.57 K
  2. 2. ΔTlm = 34.03 K
  3. 3. U = 669.4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8.215 m²
  5. 5. Th,out = 63.33 °C
  6. 6. A = 8.545 m²

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