정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T145 °C90 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 145 °C에서 90 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 40 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 90 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 경유 0.8 kg/s(cp = 2.1 kJ/(kg·K))가 30 °C에서 65 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.8 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 30 → 65 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T135 °C75 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 500 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 135에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 500 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 75 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.보통
길이T160 °C135 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 310 kW를 전달한다. 전열 면적은 25 m²이다. 고온 유체는 160 °C에서 135 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 55 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 310 kWA = 25 m²Th: 160 → 135 °CTc: 25 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T80 °C??20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 80 °C, 저온 유체는 20 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 3 m², U = 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 20 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T110 °C55 °C70.53 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 110에서 55 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 0.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 79.96 K
  2. 2. Q̇ = 58.8 kW
  3. 3. A = 15.47 m²
  4. 4. U = 115.4 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 35 °C
  6. 6. A = 9.998 m²

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