정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움

열교환기에서 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 70 °C에서 25 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 70 → 25 °C
Q̇ = kW
2.쉬움

열교환기에서 에탄올 3 kg/s(cp = 2.44 kJ/(kg·K))가 80 °C에서 60 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 3 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 80 → 60 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T105 °C60 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 400 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 105에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 50 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 400 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
4.보통
길이T165 °C130 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 380 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 165에서 130 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 20 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 380 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 130 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.어려움
길이T135 °C100 °C34.4 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 135에서 100 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T95 °C??25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 2 kW/K. 고온 유체는 95 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. Q̇ = 376.2 kW
  2. 2. Q̇ = 146.4 kW
  3. 3. A = 10.59 m²
  4. 4. A = 3.62 m²
  5. 5. A = 0.8711 m²
  6. 6. Th,out = 65 °C

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