1.やさしい
流量 1 kg/s の水を 25 °C から 80 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tin = 25 °CTout = 80 °C
Q = kW
解答つきエネルギー収支ワークシート
2.やさしい
流量 2 kg/s のエタノールを 35 °C から 55 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)Tin = 35 °CTout = 55 °C
Q = kW
3.ふつう
高温の軽油が、熱損失のない向流熱交換器で水を冷やす。水の出口温度 tout を求めよ。
ṁh = 2.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
4.ふつう
高温のグリコール混合液が、熱損失のない向流熱交換器で水を冷やす。水の出口温度 tout を求めよ。
ṁh = 3 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 25 °C
tout = °C
5.むずかしい
高温のエタノールが熱交換器で水を加熱する。この熱交換器は高温流体が放出する熱の 10% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 110 °Ct: 30 → 90 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 10 %
ṁc = kg/s
6.むずかしい
高温の軽油が熱交換器で水を加熱する。この熱交換器は高温流体が放出する熱の 10% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 140 °Ct: 20 → 35 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 10 %
ṁc = kg/s
解答
- 1. Q = 229.9 kW
- 2. Q = 97.6 kW
- 3. tout = 57.68 °C
- 4. tout = 59.45 °C
- 5. ṁc = 0.7005 kg/s
- 6. ṁc = 1.206 kg/s
ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。