정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________ 날짜: ____________

1.쉬움

고온 기름(1 kg/s, c_p = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 100 °C에서 50 °C로 냉각된다. 이 기름은 25 °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 = 1 kg/sc_p,h = 2.3 kJ/(kg·K)T_h: 100 → 50 °Cṁ_c = 1.5 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °C

T_c,out = °C

2.쉬움

대향류 열교환기에서 고온 유체는 95에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 25 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔT_lm을(를) 구하시오.

T_h: 95 → 45 °CT_c: 15 → 25 °C

ΔT_lm = K

3.보통

대향류 열교환기가 250 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 95에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 250 kWU = 1000 W/(m²·K)T_h: 95 → 50 °CT_c: 10 → 75 °C

A = m²

4.보통

대향류 열교환기가 100 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 60 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 100 kWU = 300 W/(m²·K)T_h: 115 → 45 °CT_c: 25 → 60 °C

A = m²

5.어려움

뜨거운 기름(1 kg/s, c_p = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 160에서 75 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 1 kg/s(c_p = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁ_h = 1 kg/sc_p,h = 2.5 kJ/(kg·K)T_h: 160 → 75 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)

A = m²

6.어려움

뜨거운 기름(2 kg/s, c_p = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 85에서 45 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °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 = 2 kg/sc_p,h = 2.3 kJ/(kg·K)T_h: 85 → 45 °Cṁ_c = 3 kg/sc_p,c = 4.18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)

A = m²

정답표

1. T_c,out = 43.34 °C
2. ΔT_lm = 47.21 K
3. A = 8.664 m²
4. A = 9.634 m²
5. A = 2.342 m²
6. A = 5.944 m²

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