일단 문제입니다.

 

Q. 우유가 천연가스 용광로에서 가열된 물에 의해 살균된다. 그후, 사용된 물은 15kg/min 의 유량으로 80도씨에서 열린 배수로로 배출된다. 천연가스 용광로의 효율은 80%이고, 천연가스 1therm (105,500kJ)당 가격이 5000원이다. 용광로로 들어가는 물의 평균온도는 15도씨이다. 80도씨로 배출되는 물을 열교환기에 넣어 천연가스 용광로로 들어가는 15도씨의 물을 예열하고자 한다. 열교환기는 80도씨의 물이 가지고 있는 열의 75%를 사용할 수 있다고 가정하면 열유량 q(kJ/s)는 얼마인가? 그리고 적합한 열교환기는 어떤 것인가?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

문제를 접근할 때 막히는 부분이 있습니다.

우선 열교환기로 들어가는 T'ha가 80도씨이고 T'hb는 모르는 상태이고, 열교환기에 들어가는 차가운 물T'ca가 15도씨이고 T'cb를 모르는 상태인 것 같은데요.

위처럼 뜨거운 물과 차가운 물의 입구온도만 알고 출구온도를 모르는 상태라면 q값을 구해야 하는데,

 

여기가 막히는 부분입니다.

 

q=mdot x Cp x 델타T,              <물의 비열을 4.2라고 함.>

 =(15)(4.2)(80-15)

이처럼 q값을 구하면 나중에 열교환기에서 뜨거운물의 입구온도와 찬물의 출구온도의 델타T1과 뜨거운물의 출구온도와 찬물의 입구온도의 델타 T2가 똑같아져서,

결국 LMTD값을 구할 수 가 없더라구요.

위에 구한 q값에 열교환기의 효율인 0.7을 곱해줘도 마찬가지인데..

q'h와 q'c를 따로따로 구해야 하는건가요? 아니면 어떤 임의의 가정을 해서 q값을 구해야 하는 건가요?

 

위 문제에서 q값을 구할 수 있는 적절한 방법은 무엇인지 궁금합니다.!ㅠㅠ