정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T125 °C75 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 10 m², 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 125 °C에서 75 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 90 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 10 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 75 °CTc: 10 → 90 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T140 °C80 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 140에서 80 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 60 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 140 → 80 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T180 °C155 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 450 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 180 °C에서 155 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 85 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 450 kWF = 0.9U = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C85 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 220 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 100에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 220 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.어려움
길이T175 °C70 °C67.78 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 175에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 70 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T125 °C??30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 125 °C, 저온 유체는 30 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 6 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. Q̇ = 387.7 kW
  2. 2. ΔTlm = 72.24 K
  3. 3. A = 8.457 m²
  4. 4. A = 3.855 m²
  5. 5. A = 4.948 m²
  6. 6. Th,out = 50.65 °C

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