1. 톨루엔 가스 발생량 : 170m3/min

2. 가스온도

열교환기 입구 : 210 oC

열교환기 출구 : 40 oC

3. 톨루엔의 비열 :(Cv :0.343kcal/kgoC, Cp:0.48kcal/kgoC)

4. 200 oC 공기의 밀도 : 0.722 kg/m3

관 바깥지름 = 0.375ft

관의안지름 = 0.3355ft

hdi 내관의값 : 1000btu/ft^2 h F

hi 관내부의 값 : 355 btu/ ft^2 h F

Xw 관벽의 두께 : 0.0198ft

Kw 관벽의 열전도도 : 26btu/ ft^2 h F

DL 대수평균지름 : 0.3549ft

ho 관 외부의 값 : 500btu/ ft^2 h F

hdo 외관의 값 : 700btu/ ft^2 h F

열교환기 내부 Pipe를 설계하시오

1. 전열면적 (m2)?

2. 총괄열전달계수(kcal/h·m·oC) ?

3. 개당 면적(m2/개)?

4. 필요수량(개)?

5. 열교환기 tube(pipe) 규격

6. 열교환기 tube(pipe) 수량 (개): ? 열 x ? 행

총괄전열계수 식에 의한 계산, 단위 환산으로 총괄전열계수 U0 = 562Kcal/kg oC 가 나왔습니다.

전열면적을 구해야하는데 이 경우에 톨루엔의 질량유량을 안줬기때문에 톨루엔의 밀도를 곱해줘야하는데 액체 톨루엔의 밀도가 아닌 210도씨의 gas at equilibrium의 밀도를 곱해서 질량 유량을 도출하는게 더 맞는지 그냥 공기밀도를 곱해서 구하는지 모르겠어서 210도 gas at equilibrium 을 이용했습니다. 그 값은 24.78kg/m^3이 나와서 이대로 계산한다면 열전달량 q는 m 0.48 (210-40) = 19143360 Kcal /hr 가 나옵니다

문제에서 200도씨 공기의 밀도를 줬는데 공기로 냉각한다고 가정하고 공기의 출구온도를 200도로 잡고 입구온도를 가정하고 Tlm을 구해서 공기의 질량유량을 추정하여 U0 A Tlm 을 통해서 전열면적 A를 추론하는 방법에서 뭔가 잘못된 부분이 있나요?

교수님이 200도씨 공기의 밀도에 대해 잘생각해보라고 하시는데 이 밀도를 도무지 문제에서 왜 줬는지를 모르겠습니다 !

그래서 공기의 밀도를 통해서 PV=nRT 에서 P *분자량 = (n* 분자량RT)/V 여기서 n*분자량/V가 밀도로 표현될수 있으니까 여기서 교환기의 평균대수 지름을 줬으니까 그 면적에 가해지는 압력을 통해서 뭔가 다른 값을 얻어낼 수있는가도 생각을 해봤는데 답을 찾지 못했습니다.

보통 열교환기를 설계할 때 외부와 접촉으로 인한 열손실은 무시하고 설계하는 경우가 있나요?

손실이 무시된다면 냉각수 입구 출구온도를 가정하고 냉각수에 전달된 열과 톨루엔이 잃은열량을 같다고 놓고 문제를 풀어보려합니다

문제를 풀면서 많은 부분의 정보가 부족하다고 생각이 들어서 교수님께 여쭤봤는데 아니라고 하시더라구요. 가정없이 문제가 풀릴수가있나요?

스테파노님 이 문제에서 200도씨 공기의 밀도를 이용하여 얻을 수 있는 정보가 무엇인지 접근법만이라도 생각을 공유해주면 감사하겠습니다 읽어주셔서 감사합니다.