정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

무료 인쇄용 열교환기 (LMTD) 학습지: 쉬운 문제부터 시험 수준까지 6문제, 정답표 포함. 인쇄하거나 PDF로 저장하세요.

새 학습지힌트와 함께 온라인으로 연습하기

교수자 안내: 수업에서 무료로 인쇄, 복사, 사용할 수 있습니다. 새 워크시트마다 값이 새로 바뀌고 별도의 정답이 함께 제공됩니다. 강의 페이지에 ExamProblems 링크를 걸어 주시면 감사하겠습니다.

이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T165 °C45 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 165에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 85 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 165 → 45 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
2.쉬움

열교환기에서 글리콜 혼합액 0.3 kg/s(cp = 3.6 kJ/(kg·K))가 40 °C에서 55 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 0.3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 40 → 55 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T100 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 10 °C에서 85 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 85 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T135 °C100 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 280 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 135 °C에서 100 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 70 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 280 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.어려움
길이T120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1 m², U = 1500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 30 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T95 °C40 °C37.63 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 95에서 40 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 0.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1000 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 38.83 K
  2. 2. Q̇ = 16.2 kW
  3. 3. A = 10.7 m²
  4. 4. A = 14.36 m²
  5. 5. Tc,out = 57.14 °C
  6. 6. A = 1.368 m²

자세한 단계별 풀이: examproblems.com에서 이 주제를 연습하세요.