정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T110 °C90 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 110에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 30 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 110 → 90 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T175 °C50 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 175 °C에서 50 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 45 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T170 °C100 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 120 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 170에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 155 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 120 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 100 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
4.보통
길이T175 °C135 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 220 kW를 전달한다. 전열 면적은 2.5 m²이다. 고온 유체는 175 °C에서 135 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 60 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 220 kWA = 2.5 m²Th: 175 → 135 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T100 °C70 °C32.51 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T85 °C65 °C27.99 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 85에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 2 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 300 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 77.47 K
  2. 2. ΔTlm = 44.72 K
  3. 3. A = 5.734 m²
  4. 4. U = 770.9 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1.998 m²
  6. 6. A = 1.736 m²

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