解答つきエネルギー収支ワークシート

無料で印刷できるエネルギー収支のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
ヒーター軽油 · 25 °C75 °CQ = ?

流量 5 kg/s の軽油を 25 °C から 75 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。

ṁ = 5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)Tin = 25 °CTout = 75 °C
Q = kW
2.やさしい
ヒーターグリコール混合液 · 10 °C60 °CQ = ?

流量 2 kg/s のグリコール混合液を 10 °C から 60 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。

ṁ = 2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)Tin = 10 °CTout = 60 °C
Q = kW
3.ふつう
高温側低温側エタノール · 160 °C90 °C水 · 20 °Ct = ? °C

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 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 160 → 90 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
4.ふつう
高温側低温側軽油 · 180 °C130 °C水 · 20 °Ct = ? °C

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: 180 → 130 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.むずかしい
高温側低温側グリコール混合液 · 150 °C110 °C水 · 15 °C65 °C · ṁ = ?損失 15%

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 15% 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: 150 → 110 °Ct: 15 → 65 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 15 %
ṁc = kg/s
6.むずかしい
高温側低温側グリコール混合液 · 160 °C60 °C水 · 25 °C45 °C · ṁ = ?損失 10%

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 10% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。

ṁh = 1 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 160 → 60 °Ct: 25 → 45 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 10 %
ṁc = kg/s

解答

  1. 1. Q = 525 kW
  2. 2. Q = 360 kW
  3. 3. tout = 74.48 °C
  4. 4. tout = 145.6 °C
  5. 5. ṁc = 0.2928 kg/s
  6. 6. ṁc = 3.876 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。