정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T95 °C40 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 95 °C에서 40 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 30 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 95 → 40 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T145 °C120 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 145에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 70 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 120 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T105 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 105 °C로 응축된다. 냉각수(5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 20 °C에서 85 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 105 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 85 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T90 °C50 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 320 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 90에서 50 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.어려움
길이T85 °C65 °C30.05 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 85에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 1 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: 85 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T140 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1.5 kW/K. 고온 유체는 140 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 2 m², U = 300 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 35.05 K
  2. 2. ΔTlm = 82.27 K
  3. 3. A = 15.12 m²
  4. 4. A = 14.28 m²
  5. 5. A = 0.8432 m²
  6. 6. Th,out = 102.9 °C

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