정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T180 °C105 °C150 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 105 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 150 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 105 °CTc: 25 → 150 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T105 °C50 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 5 m², 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 105 °C에서 50 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 40 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 20 → 40 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T90 °C55 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 350 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 90에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 60 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
4.보통
길이T165 °C130 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 340 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 165에서 130 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 90 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 340 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 130 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.어려움
길이T140 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 140 °C에서 55 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 25 mm이며 U = 500 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 55 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T120 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 120 °C에서 80 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 25 mm이며 U = 400 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. ΔTlm = 50.98 K
  2. 2. Q̇ = 45.27 kW
  3. 3. A = 21.58 m²
  4. 4. A = 5.324 m²
  5. 5. L = 21.58 m
  6. 6. L = 11.22 m

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