정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T140 °C80 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 140에서 80 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 130 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 140 → 80 °CTc: 15 → 130 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T125 °C80 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 125에서 80 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 60 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 125 → 80 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T80 °C40 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 200 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 80에서 40 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 30 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 200 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.보통
길이T80 °C25 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 330 kW를 전달한다. 전열 면적은 6 m²이다. 고온 유체는 80 °C에서 25 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 330 kWA = 6 m²Th: 80 → 25 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T120 °C85 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 120 °C에서 85 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 400 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 85 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T160 °C??30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 2 kW/K. 고온 유체는 160 °C, 저온 유체는 30 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1.5 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 30 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 29.38 K
  2. 2. ΔTlm = 59.86 K
  3. 3. A = 8.959 m²
  4. 4. U = 2330 W/(m²·K)
  5. 5. L = 5.3 m
  6. 6. Th,out = 111.3 °C

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