정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T115 °C85 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 115 °C에서 85 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 70 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 115 → 85 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T140 °C60 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 140 °C에서 60 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 55 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 140 → 60 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T110 °C65 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 190 kW를 전달한다. 전열 면적은 5 m²이다. 고온 유체는 110 °C에서 65 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 35 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 190 kWA = 5 m²Th: 110 → 65 °CTc: 20 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T110 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 15 °C에서 50 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 50 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T125 °C55 °C44.26 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 125에서 55 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 1 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1 m², U = 3000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 40.36 K
  2. 2. ΔTlm = 35.08 K
  3. 3. U = 695.8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1.646 m²
  5. 5. A = 3.141 m²
  6. 6. Tc,out = 97.39 °C

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