정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움

열교환기에서 글리콜 혼합액 1.5 kg/s(cp = 3.6 kJ/(kg·K))가 95 °C에서 25 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 1.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 95 → 25 °C
Q̇ = kW
2.쉬움
길이T105 °C90 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 105에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 95 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 105 → 90 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T175 °C75 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 70 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 175에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 155 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 1000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 70 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 75 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
4.보통
길이T115 °C85 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기가 460 kW를 전달한다. 전열 면적은 15 m²이다. 고온 유체는 115 °C에서 85 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 460 kWA = 15 m²Th: 115 → 85 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.어려움
길이T165 °C65 °C47.68 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 165에서 65 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 2 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T170 °C55 °C156.6 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 170에서 55 °C까지 냉각된다. 기름은 30 °C로 들어오는 물 1 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Q̇ = 378 kW
  2. 2. ΔTlm = 30.83 K
  3. 3. A = 1.833 m²
  4. 4. U = 482.3 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4.786 m²
  6. 6. A = 35.5 m²

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