1.やさしい
流量 3 kg/s の軽油を 25 °C から 60 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)Tin = 25 °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 0.2 kg/s の軽油を 15 °C から 55 °C まで加熱する。熱負荷 Q を求めよ。
ṁ = 0.2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)Tin = 15 °CTout = 55 °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 = 1.5 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
4.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: 180 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 10 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 180 → 140 °Ct: 20 → 85 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 10 %
ṁc = kg/s
6.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 5% を周囲に失う。必要な水の流量 ṁc を求めよ。
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.44 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Ct: 25 → 90 °Ccp,c = 4.18 kJ/(kg·K)損失 = 5 %
ṁc = kg/s
解答
- 1. Q = 220.5 kW
- 2. Q = 16.8 kW
- 3. tout = 41.27 °C
- 4. tout = 47.68 °C
- 5. ṁc = 0.1616 kg/s
- 6. ṁc = 0.3413 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。