정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T145 °C70 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 145에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 90 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 70 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T115 °C100 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 115에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 115 → 100 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T125 °C45 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 190 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 125에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 190 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 45 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.보통
길이T150 °C25 °C125 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 330 kW를 전달한다. 전열 면적은 10 m²이다. 고온 유체는 150 °C에서 25 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 125 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 330 kWA = 10 m²Th: 150 → 25 °CTc: 10 → 125 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T160 °C95 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 160 °C에서 95 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 20 mm이며 U = 500 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 95 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T145 °C90 °C30.09 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 145에서 90 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 3 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 52.46 K
  2. 2. ΔTlm = 82.47 K
  3. 3. A = 5.647 m²
  4. 4. U = 1686 W/(m²·K)
  5. 5. L = 45.45 m
  6. 6. A = 1.396 m²

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