정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T130 °C55 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 130에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 30 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 55 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 글리콜 혼합액 0.8 kg/s(cp = 3.6 kJ/(kg·K))가 110 °C에서 40 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.8 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 110 → 40 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T85 °C55 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 220 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 85에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 25 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 220 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.보통
길이T165 °C95 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 190 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 165에서 95 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 60 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 190 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.어려움
길이T150 °C35 °C60.85 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 150에서 35 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 200 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T130 °C100 °C?10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 130 °C에서 100 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 10 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 150 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. ΔTlm = 65.48 K
  2. 2. Q̇ = 201.6 kW
  3. 3. A = 4.219 m²
  4. 4. A = 2.509 m²
  5. 5. A = 62.14 m²
  6. 6. L = 27.16 m

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