정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T90 °C75 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기의 전열 면적은 2 m², 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체는 90 °C에서 75 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 35 °C로 가열된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T170 °C90 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 170에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 80 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 170 → 90 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T180 °C150 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 400 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 180에서 150 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 85 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 400 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 150 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.보통
길이T115 °C70 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 300 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 115에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 105 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 300 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.어려움
길이T175 °C95 °C51.9 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 175에서 95 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T80 °C50 °C26.96 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 80에서 50 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 3 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 800 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 52.46 kW
  2. 2. ΔTlm = 82.27 K
  3. 3. A = 4.828 m²
  4. 4. A = 9.242 m²
  5. 5. A = 5.151 m²
  6. 6. A = 4.321 m²

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