정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T155 °C120 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 155에서 120 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 35 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 155 → 120 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T120 °C95 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂병류

병류 열교환기에서 고온 유체는 120 °C에서 95 °C로 냉각되고 저온 유체는 20 °C에서 30 °C로 가열된다. 대수 평균 온도차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T130 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 130 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 30 °C에서 110 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 130 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 110 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.보통
길이T150 °C115 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 50 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 150에서 115 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 45 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 50 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 115 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.어려움
길이T130 °C70 °C20.05 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 130에서 70 °C까지 냉각된다. 기름은 10 °C로 들어오는 물 1.5 kg/s(cp = 4.18 kJ/(kg·K))을(를) 가열한다. U = 500 W/(m²·K)일 때 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.어려움
길이T175 °C120 °C44.67 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

뜨거운 기름(1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K))이 대향류 열교환기에서 175에서 120 °C까지 냉각된다. 기름은 20 °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 = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

정답표

  1. 1. ΔTlm = 112.3 K
  2. 2. ΔTlm = 81.25 K
  3. 3. A = 0.9611 m²
  4. 4. A = 1.001 m²
  5. 5. A = 1.528 m²
  6. 6. A = 6.005 m²

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