정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T135 °C105 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 20 m², 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 135 °C에서 105 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 85 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 20 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 105 °CTc: 25 → 85 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T130 °C55 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 130에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 100 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 55 °CTc: 10 → 100 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T110 °C70 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 210 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 110에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 70 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 210 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C80 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 470 kW를 전달한다. 전열 면적은 20 m²이다. 고온 유체는 100 °C에서 80 °C로 냉각되고 저온 유체는 30 °C에서 70 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 470 kWA = 20 m²Th: 100 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 6 m², U = 1500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 100 °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 = 100 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T80 °C35 °C59.52 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 80에서 35 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 1 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: 80 → 35 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 1277 kW
  2. 2. ΔTlm = 36.99 K
  3. 3. A = 6.184 m²
  4. 4. U = 762.1 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 90.13 °C
  6. 6. A = 30.44 m²

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