정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T165 °C130 °C?15 °CΔT₁ΔT₂대향류

고온 기름(1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K))이 향류 열교환기에서 165 °C에서 130 °C로 냉각된다. 이 기름은 15 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))를 가열한다. 주위로의 열손실은 없다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 130 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.쉬움

열교환기에서 글리콜 혼합액 1.5 kg/s(cp = 3.6 kJ/(kg·K))가 80 °C에서 65 °C로 냉각된다. 열전달률 Q̇을(를) 구하시오.

ṁ = 1.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 80 → 65 °C
Q̇ = kW
3.보통
길이T90 °C25 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 160 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 90에서 25 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 160 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 25 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.보통
길이T140 °C90 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 410 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 140에서 90 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 120 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 410 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
5.어려움
길이T100 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 100 °C에서 55 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 25 °C로 들어간다. 내관의 지름은 20 mm이며 U = 250 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T95 °C40 °C37.63 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 95에서 40 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 2 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. Tc,out = 27.84 °C
  2. 2. Q̇ = 81 kW
  3. 3. A = 10.22 m²
  4. 4. A = 14.08 m²
  5. 5. L = 44.94 m
  6. 6. A = 18.24 m²

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