정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T100 °C55 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 100에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 60 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 100 → 55 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T120 °C100 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 120 °C에서 100 °C로 냉각되고 저온 유체는 15 °C에서 30 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 100 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T120 °C45 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 500 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 120에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 75 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 500 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 45 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.보통
길이T125 °C100 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

셸 앤드 튜브 열교환기(셸 1패스, 튜브 2패스)가 530 kW를 전달해야 한다. 고온 유체는 125 °C에서 100 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 55 °C로 가열된다. 이 배치의 LMTD 보정 계수는 F = 0.9이고 U = 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 530 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.어려움
길이T160 °C80 °C38.92 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 160에서 80 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T180 °C155 °C31.28 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 180에서 155 °C까지 냉각된다. 기름은 25 °C로 들어오는 물 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 155 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 37.44 K
  2. 2. ΔTlm = 86.32 K
  3. 3. A = 20.27 m²
  4. 4. A = 24.67 m²
  5. 5. A = 1.387 m²
  6. 6. A = 0.5659 m²

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