1.やさしい
流量 1.5 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 = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 60 °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 1 kg/s のエタノールを 30 °C から 95 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 1 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 95 °C
Q = kW
3.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 = 0.5 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 30 °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 = 2 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 15 °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: 150 → 80 °Ct: 10 → 75 °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 10% 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: 180 → 80 °Ct: 15 → 50 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 10 %
ṁc = kg/s
解答
- 1. Q = 250.8 kW
- 2. Q = 158.6 kW
- 3. tout = 44.59 °C
- 4. tout = 101.1 °C
- 5. ṁc = 1.336 kg/s
- 6. ṁc = 1.107 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。