1.やさしい
流量 0.5 kg/s のエタノールを 10 °C から 75 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 0.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)Tin = 10 °CTout = 75 °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 5 kg/s の水を 20 °C から 60 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 60 °C
Q = kW
3.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 = 0.5 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 10 °C
tout = °C
4.ふつう
高温のエタノールが、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 = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 20 °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 15% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。
ṁh = 2.5 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 160 → 70 °Ct: 25 → 60 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 15 %
ṁc = kg/s
6.むずかしい
高温のグリコール混合液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 5% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Ct: 10 → 65 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 5 %
ṁc = kg/s
解答
- 1. Q = 79.3 kW
- 2. Q = 836 kW
- 3. tout = 15.74 °C
- 4. tout = 44.32 °C
- 5. ṁc = 3.19 kg/s
- 6. ṁc = 0.5207 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。