정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T160 °C75 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 4 m², 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 160 °C에서 75 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 115 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 4 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 75 °CTc: 20 → 115 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T180 °C160 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 180에서 160 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 65 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 180 → 160 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T175 °C160 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 320 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 175에서 160 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 35 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 320 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 160 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.보통
길이T145 °C50 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 270 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 145에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 115 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 270 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 50 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
5.어려움
길이T115 °C75 °C40.05 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 115에서 75 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 1500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T120 °C90 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂병류

병류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 120 °C에서 90 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 200 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

정답표

  1. 1. Q̇ = 59.8 kW
  2. 2. ΔTlm = 127.1 K
  3. 3. A = 7.359 m²
  4. 4. A = 19.69 m²
  5. 5. A = 1.431 m²
  6. 6. L = 8.105 m

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