정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

무료 인쇄용 열교환기 (LMTD) 학습지: 쉬운 문제부터 시험 수준까지 6문제, 정답표 포함. 인쇄하거나 PDF로 저장하세요.

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이름: ____________________ 날짜: ____________

1.쉬움

고온 기름(2 kg/s, c_p = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 105 °C에서 60 °C로 냉각된다. 이 기름은 10 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 T_c,out을(를) 구하시오.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2.3 kJ/(kg·K)T_h: 105 → 60 °Cṁ_c = 1.5 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 10 °C

T_c,out = °C

2.쉬움

대향류 열교환기에서 고온 유체는 140에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 40 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔT_lm을(를) 구하시오.

T_h: 140 → 100 °CT_c: 15 → 40 °C

ΔT_lm = K

3.보통

대향류 열교환기가 400 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 180에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 110 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 400 kWU = 500 W/(m²·K)T_h: 180 → 70 °CT_c: 30 → 110 °C

A = m²

4.보통

대향류 열교환기가 150 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 85에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 50 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)T_h: 85 → 60 °CT_c: 30 → 50 °C

A = m²

5.어려움

뜨거운 기름(1 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 50 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 3 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1000 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁ_h = 1 kg/sc_p,h = 2.1 kJ/(kg·K)T_h: 100 → 50 °Cṁ_c = 3 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)

A = m²

6.어려움

뜨거운 기름(1.5 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 180에서 100 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁ_h = 1.5 kg/sc_p,h = 2.5 kJ/(kg·K)T_h: 180 → 100 °Cṁ_c = 1.5 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

정답표

1. T_c,out = 43.01 °C
2. ΔT_lm = 92.3 K
3. A = 14.92 m²
4. A = 4.625 m²
5. A = 2.195 m²
6. A = 5.7 m²

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