정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T160 °C145 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 160에서 145 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 120 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 160 → 145 °CTc: 30 → 120 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 글리콜 혼합액 0.3 kg/s(cp = 3.6 kJ/(kg·K))가 95 °C에서 45 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 95 → 45 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T100 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T170 °C150 °C30 °C120 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 60 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 170에서 150 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 120 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 60 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
5.어려움
길이T170 °C65 °C46.38 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1 m², U = 1500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 71.02 K
  2. 2. Q̇ = 54 kW
  3. 3. A = 0.672 m²
  4. 4. A = 0.5602 m²
  5. 5. A = 1.889 m²
  6. 6. Tc,out = 49.12 °C

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