정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T125 °C85 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 125에서 85 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 115 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 125 → 85 °CTc: 30 → 115 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T120 °C95 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 120 °C에서 95 °C로 냉각되고 저온 유체는 25 °C에서 40 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 95 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T150 °C45 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 60 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 150에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 30에서 60 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 60 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 45 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.보통
길이T130 °C15 °C70 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 15 °C에서 70 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 2000 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T90 °C??20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 4 kW/K. 고온 유체는 90 °C, 저온 유체는 20 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 5 m², U = 800 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.어려움
길이T120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1 m², U = 2500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 25 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 26.4 K
  2. 2. ΔTlm = 73.19 K
  3. 3. A = 4.778 m²
  4. 4. A = 5.439 m²
  5. 5. Th,out = 55 °C
  6. 6. Tc,out = 91.28 °C

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