공조냉동기계기술사/136회 기술문제 풀이

1-11. 냉각기에서 질량유량 3 kg/s으로 흐르는 유체가 12℃에서 7℃로 냉각된다. 냉각기에서의냉각량(kW)을 구하시오.

onha09 2025. 5. 19. 10:57
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질량 유량이 3 kg/s인 유체가 냉각기에서 12°C에서 7°C로 냉각될 때, 냉각기의 냉각 용량(kW)을 계산합니다. 비열은 온도에 따라 변하며, 열 손실은 무시합니다.

 

주어진 조건:

  • 질량 유량 (): 3 kg/s
  • 입구 온도 (): 12°C
  • 출구 온도 (): 7°C
  • 비열 (): (여기서 는 온도 [°C])
  • 열 손실: 무시

계산 과정:

유체가 냉각되는 동안 방출하는 열량은 온도에 따라 변하는 비열을 고려하여 계산해야 합니다. 단위 질량당 방출하는 열량 ()은 출구 온도에서 입구 온도까지 비열을 적분하여 얻습니다. 유체가 냉각되므로, 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 적분합니다.

적분을 수행합니다.

정적분을 계산합니다.

냉각기의 냉각 용량 ()은 질량 유량과 단위 질량당 방출하는 열량을 곱하여 계산합니다.

냉각 용량의 단위는 kW이며, 1 kJ/s = 1 kW이므로,

 

결론:

냉각기의 냉각 용량은 64.125 kW입니다.

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