정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T135 °C90 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 135에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 50 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 135 → 90 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T180 °C115 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 115 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 55 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 115 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T140 °C15 °C105 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 140 °C로 응축된다. 냉각수(4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 15 °C에서 105 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 140 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 105 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T135 °C105 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 460 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 135에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 55 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 460 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 105 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.어려움
길이T180 °C135 °C35.07 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 180에서 135 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T110 °C50 °C53.92 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 110에서 50 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 71.78 K
  2. 2. ΔTlm = 109.3 K
  3. 3. A = 6.081 m²
  4. 4. A = 31.03 m²
  5. 5. A = 0.9738 m²
  6. 6. A = 5.716 m²

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