정답이 있는 열교환기 (LMTD) 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
길이T175 °C75 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 175에서 75 °C까지 냉각되고 저온 유체는 20에서 30 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 175 → 75 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.쉬움
길이T120 °C65 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기에서 고온 유체는 120에서 65 °C까지 냉각되고 저온 유체는 10에서 75 °C까지 가열된다. 대수 평균 온도 차 ΔTlm을(를) 구하시오.

Th: 120 → 65 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.보통
길이T155 °C45 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂대향류

대향류 열교환기가 180 kW을(를) 전달한다. 고온 유체는 155에서 45 °C까지 냉각되고 저온 유체는 15에서 55 °C까지 가열된다. 총괄 열전달 계수는 800 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
4.보통
길이T100 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂응축 증기

응축기에서 증기가 관 바깥쪽에서 일정한 100 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))가 관 안을 흐르며 15 °C에서 90 °C로 가열된다. 총괄 열전달 계수는 3500 W/(m²·K)이다. 필요한 전열 면적 A을(를) 구하시오.

Ts = 100 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 90 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.어려움
길이T120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 1.5 m², U = 2000 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 1.5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.어려움
길이T120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂응축 증기

전열 면적 4 m², U = 2500 W/(m²·K)인 응축기의 관 바깥쪽에서 증기가 일정한 120 °C로 응축된다. 냉각수(1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K))는 15 °C로 관에 들어간다. 물의 출구 온도 Tc,out을(를) 구하시오.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

정답표

  1. 1. ΔTlm = 92.84 K
  2. 2. ΔTlm = 49.83 K
  3. 3. A = 3.87 m²
  4. 4. A = 3.834 m²
  5. 5. Tc,out = 95.01 °C
  6. 6. Tc,out = 98.69 °C

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