정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

무료 인쇄용 열교환기 (LMTD) 학습지: 쉬운 문제부터 시험 수준까지 6문제, 정답표 포함. 인쇄하거나 PDF로 저장하세요.

교수자 안내: 수업에서 무료로 인쇄, 복사, 사용할 수 있습니다. 새 워크시트마다 값이 새로 바뀌고 별도의 정답이 함께 제공됩니다. 강의 페이지에 ExamProblems 링크를 걸어 주시면 감사하겠습니다.

이름: ____________________ 날짜: ____________

1.쉬움

고온 기름(2 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 155 °C에서 110 °C로 냉각된다. 이 기름은 25 °C로 들어오는 물 1 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 T_c,out을(를) 구하시오.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2.5 kJ/(kg·K)T_h: 155 → 110 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °C

T_c,out = °C

2.쉬움

대향류 열교환기에서 고온 유체는 115에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 80 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔT_lm을(를) 구하시오.

T_h: 115 → 70 °CT_c: 15 → 80 °C

ΔT_lm = K

3.보통

대향류 열교환기가 340 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 170에서 80 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 55 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 340 kWU = 200 W/(m²·K)T_h: 170 → 80 °CT_c: 15 → 55 °C

A = m²

4.보통

대향류 열교환기가 210 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 130에서 110 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 70 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 210 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 130 → 110 °CT_c: 30 → 70 °C

A = m²

5.어려움

뜨거운 기름(0.5 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 135에서 80 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 2 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁ_h = 0.5 kg/sc_p,h = 2.1 kJ/(kg·K)T_h: 135 → 80 °Cṁ_c = 2 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)

A = m²

6.어려움

뜨거운 기름(0.5 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 140에서 55 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 1 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁ_h = 0.5 kg/sc_p,h = 2.5 kJ/(kg·K)T_h: 140 → 55 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

정답표

1. T_c,out = 78.83 °C
2. ΔT_lm = 44.25 K
3. A = 19.4 m²
4. A = 3.776 m²
5. A = 0.8836 m²
6. A = 4.347 m²

자세한 단계별 풀이: examproblems.com에서 이 주제를 연습하세요.