정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C100 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 100 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 경유 0.5 kg/s(cp = 2.1 kJ/(kg·K))가 25 °C에서 75 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T150 °C105 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 290 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 150에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 100 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 290 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 105 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C70 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 330 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 100에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 330 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 70 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.어려움
길이T110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 6 m², U = 2500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 10 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 110 °CA = 6 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T135 °C65 °C55.68 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 135에서 65 °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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 104.1 K
  2. 2. Q̇ = 52.5 kW
  3. 3. A = 3.029 m²
  4. 4. A = 3.848 m²
  5. 5. Tc,out = 79.77 °C
  6. 6. A = 3.963 m²

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