정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T150 °C100 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 150에서 100 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 110 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 150 → 100 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T155 °C70 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 155에서 70 °C까지 냉각되고 저온 유체는 25에서 145 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 155 → 70 °CTc: 25 → 145 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T110 °C55 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 40 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 110에서 55 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 80 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 40 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C35 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 100 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 100에서 35 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 65 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 300 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 100 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 35 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.어려움
길이T145 °C110 °C?20 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 이중관 열교환기에서 고온 기름(0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 내관을 흐르며 145 °C에서 110 °C로 냉각된다. 환형 공간의 물(0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))은 20 °C로 들어간다. 내관의 지름은 25 mm이며 U = 200 W/(m²·K)는 이 지름을 기준으로 한다. 필요한 관 길이 L을(를) 구하시오.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.어려움
길이T125 °C??30 °CΔT₁ΔT₂대향류

향류 열교환기에서 두 유체의 열용량률이 같다: ṁ·cp = 0.5 kW/K. 고온 유체는 125 °C, 저온 유체는 30 °C로 들어간다. 열교환기는 A = 1 m², U = 500 W/(m²·K)이다. 고온 유체의 출구 온도 Th,out을(를) 구하시오.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 30 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 57.71 K
  2. 2. ΔTlm = 23.27 K
  3. 3. A = 2.466 m²
  4. 4. A = 11.22 m²
  5. 5. L = 71.3 m
  6. 6. Th,out = 77.5 °C

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