정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T130 °C85 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 130에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 65 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 130 → 85 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T170 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 170에서 60 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 70 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 170 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T145 °C120 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 530 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 145 °C에서 120 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 90 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.95이고 U = 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 530 kWF = 0.95U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 120 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
4.보통
길이T155 °C95 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 450 kW를 전달한다. 전열 면적은 20 m²이다. 고온 유체는 155 °C에서 95 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 90 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 450 kWA = 20 m²Th: 155 → 95 °CTc: 15 → 90 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T145 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 145 °C에서 65 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 15 °C로 들어간다. 내관의 지름은 32 mm이며 U = 500 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T135 °C100 °C20.86 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 135에서 100 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 3 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 = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 59.86 K
  2. 2. ΔTlm = 58.14 K
  3. 3. A = 24.71 m²
  4. 4. U = 555.4 W/(m²·K)
  5. 5. L = 55.96 m
  6. 6. A = 0.7435 m²

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