2중관 열교환기를 사용하여 500kg/h의 기름을 240℃의 포화수증기를 써서 60℃에서 200℃까지 가열하고자 한다. 이때 총괄전열계수가 500kcal/m 2 ㆍhㆍ℃, 기름의 정압비열은 1.0kcal/kgㆍ℃이다. 필요한 가열면적은 몇 m 2 인가?

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2중관 열교환기를 사용하여 500kg/h의 기름을 240℃의 포화수증기… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 3회차

2중관 열교환기를 사용하여 500kg/h의 기름을 240℃의 포화수증기를 써서 60℃에서 200℃까지 가열하고자 한다. 이때 총괄전열계수가 500kcal/m²ㆍhㆍ℃, 기름의 정압비열은 1.0kcal/kgㆍ℃이다. 필요한 가열면적은 몇 m²인가?

3.1

2.4

1.8

1.5

해설

필요한 가열면적은 약 1.5m²이다.
필요한 열량은  $Q = \dot m C_p \Delta T = 500\times1.0\times(200-60) = 70{,}000\ \mathrm{kcal/h}$ 이다.
포화수증기(240℃로 일정)를 열원으로 사용하므로 대수평균온도차는  $\Delta T_{lm} = \dfrac{(240-60)-(240-200)}{\ln\frac{240-60}{240-200}} = \dfrac{140}{\ln4.5} \approx 93.1℃$ 이다.
따라서 가열면적은  $A = \dfrac{Q}{U\Delta T_{lm}} = \dfrac{70{,}000}{500\times93.1} \approx 1.5\ \mathrm{m^2}$ 로 계산된다.

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