정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T155 °C115 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 155에서 115 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 100 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 155 → 115 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T145 °C120 °C25 °C105 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 145 °C에서 120 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 105 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 145 → 120 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T100 °C85 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기가 140 kW를 전달한다. 전열 면적은 12 m²이다. 고온 유체는 100 °C에서 85 °C로 냉각되고 저온 유체는 10 °C에서 45 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수 U을(를) 구하시오.

Q̇ = 140 kWA = 12 m²Th: 100 → 85 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.보통
길이T175 °C125 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 170 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 175에서 125 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 90 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 200 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 170 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 125 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.어려움
길이T100 °C75 °C27.56 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 100에서 75 °C까지 냉각된다. 기름은 15 °C로 들어오는 물 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 75 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1.5 m², U = 3000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 30 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 100 °CA = 1.5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 73.19 K
  2. 2. ΔTlm = 50.49 K
  3. 3. U = 180.9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9.209 m²
  5. 5. A = 1.325 m²
  6. 6. Tc,out = 76.15 °C

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