이중관 열교환기에서 온수와 냉수를 향류로 접촉시켰더니 온수의 온도는 65 °C에서 25 °C로, 냉수의 온도는 20 °C에서 55°C로 변화하였다. 총괄 열전달계수가 70 kcal/m 2 ㆍhrㆍ℃일때 단위면적당 열전달속도[kcal/m 2 ㆍhrㆍ℃]는? (단, ln 2＝0.70으로 계산한다)

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이중관 열교환기에서 온수와 냉수를 향류로 접촉시켰더니 온수의 온도는 6… | [9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차

이중관 열교환기에서 온수와 냉수를 향류로 접촉시켰더니 온수의 온도는 65 °C에서 25 °C로, 냉수의 온도는 20 °C에서 55°C로 변화하였다. 총괄 열전달계수가 70 kcal/m²ㆍhrㆍ℃일때 단위면적당 열전달속도[kcal/m²ㆍhrㆍ℃]는? (단, ln 2＝0.70으로 계산한다)

해설

향류의 대수평균온도차를 써서 계산하면 단위면적당 열전달속도는 500이다.
양 끝 온도차(향류):  $\Delta T_1=65-55=10,\ \Delta T_2=25-20=5$ 
 $\Delta T_{lm}=\dfrac{\Delta T_1-\Delta T_2}{\ln(\Delta T_1/\Delta T_2)}=\dfrac{5}{\ln 2}=\dfrac{5}{0.70}\approx 7.14$ 
 $\dfrac{q}{A}=U\,\Delta T_{lm}=70\times 7.14\approx 500\ \mathrm{kcal\,m^{-2}h^{-1}}$ 
향류에서는 온수 입구와 냉수 출구, 온수 출구와 냉수 입구를 짝지어 양 끝 온도차를 구한다.

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