정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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1.쉬움

열교환기에서 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 110 °C에서 55 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 110 → 55 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T105 °C45 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 105 °C에서 45 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 40 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 105 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T150 °C80 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 630 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 150 °C에서 80 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 120 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.88이고 U = 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 630 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 80 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
4.보통
길이T115 °C65 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 190 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 190 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.어려움
길이T135 °C??25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 135 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 200 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T85 °C??25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1.5 kW/K. 고온 유체는 85 °C, 저온 유체는 25 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 4 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. Q̇ = 689.7 kW
  2. 2. ΔTlm = 27.05 K
  3. 3. A = 36.57 m²
  4. 4. A = 17.39 m²
  5. 5. Th,out = 61.67 °C
  6. 6. Th,out = 58.33 °C

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