정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T155 °C65 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 155에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 135 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 155 → 65 °CTc: 30 → 135 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T100 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 100 °C에서 55 °C로 냉각된다. 이 기름은 10 °C로 들어오는 물 0.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.보통
길이T175 °C55 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 230 kW를 전달한다. 전열 면적은 15 m²이다. 고온 유체는 175 °C에서 55 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 230 kWA = 15 m²Th: 175 → 55 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T115 °C70 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 160 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 55 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 160 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
5.어려움
길이T130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 4 m², U = 3000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 6 m², U = 1000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 26.8 K
  2. 2. Tc,out = 34.76 °C
  3. 3. U = 283.4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 2.381 m²
  5. 5. Tc,out = 123.5 °C
  6. 6. Tc,out = 79.67 °C

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