정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C145 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 145 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 145 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T180 °C50 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 60 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 50 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T125 °C70 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 400 kW를 전달한다. 전열 면적은 25 m²이다. 고온 유체는 125 °C에서 70 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 40 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 400 kWA = 25 m²Th: 125 → 70 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T175 °C95 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 500 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 175에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 60 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 500 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 95 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.어려움
길이T120 °C90 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 120 °C에서 90 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 20 mm이며 U = 300 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T160 °C70 °C91.77 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 160에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 1.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 137.5 K
  2. 2. ΔTlm = 60.56 K
  3. 3. U = 259.9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 25.19 m²
  5. 5. L = 41.04 m
  6. 6. A = 15.35 m²

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