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
길이T175 °C40 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 40 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 45 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 40 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T170 °C130 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 170에서 130 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 170 → 130 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T145 °C115 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 370 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 145 °C에서 115 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 105 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 370 kWF = 0.9U = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 115 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 70 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 6 m², U = 2000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 10 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T145 °C??10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 1 kW/K. 고온 유체는 145 °C, 저온 유체는 10 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 4 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 63.69 K
  2. 2. ΔTlm = 122.1 K
  3. 3. A = 7.63 m²
  4. 4. A = 5.313 m²
  5. 5. Tc,out = 123.2 °C
  6. 6. Th,out = 42.14 °C

자세한 단계별 풀이: examproblems.com에서 이 주제를 연습하세요.