정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T180 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 180 °C에서 75 °C로 냉각된다. 이 기름은 15 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.쉬움
길이T135 °C30 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 135에서 30 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 85 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 135 → 30 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T145 °C65 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 480 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 145에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 130 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 480 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
4.보통
길이T120 °C90 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 70 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 120에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 25 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 70 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 90 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.어려움
길이T120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 5 m², U = 1500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T150 °C90 °C35.07 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 150에서 90 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1000 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Tc,out = 35.93 °C
  2. 2. ΔTlm = 29.07 K
  3. 3. A = 18.83 m²
  4. 4. A = 0.5595 m²
  5. 5. Tc,out = 91.28 °C
  6. 6. A = 1.39 m²

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