정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T105 °C45 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 105에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 55 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 105 → 45 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T140 °C85 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 140에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 90 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 140 → 85 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T140 °C120 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 360 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 140에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 45 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 120 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
4.보통
길이T110 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 25 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 110 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 25 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 3 m², U = 2000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 110 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 110 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T145 °C45 °C50.12 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 145에서 45 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 36.07 K
  2. 2. ΔTlm = 52.46 K
  3. 3. A = 2.626 m²
  4. 4. A = 0.1132 m²
  5. 5. Tc,out = 104.6 °C
  6. 6. A = 5.458 m²

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