정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움

열교환기에서 물 1 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 10 °C에서 45 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 10 → 45 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T90 °C70 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 90 °C에서 70 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 20 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 90 → 70 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T90 °C50 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 390 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 90에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 390 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.보통
길이T165 °C90 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 350 kW를 전달한다. 전열 면적은 20 m²이다. 고온 유체는 165 °C에서 90 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 35 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 350 kWA = 20 m²Th: 165 → 90 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T100 °C70 °C30.05 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T165 °C95 °C55.68 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 165에서 95 °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 = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 146.3 kW
  2. 2. ΔTlm = 63.83 K
  3. 3. A = 74.8 m²
  4. 4. U = 192.4 W/(m²·K)
  5. 5. A = 7.068 m²
  6. 6. A = 12.59 m²

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