1.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 90 から 35 °C まで冷え、低温流体が 20 から 30 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 2.5 m²、熱通過率は 200 W/(m²·K) である。高温流体は 90 から 75 °C まで冷え、低温流体は 25 から 75 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 2.5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.ふつう
向流熱交換器が 300 kW を伝える。 高温流体は 130 から 95 °C まで冷え、低温流体は 20 から 120 °C まで温まる。熱通過率は 800 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
4.ふつう
並流熱交換器が 180 kW を伝える。 高温流体は 125 から 60 °C まで冷え、低温流体は 30 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 800 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.むずかしい
向流熱交換器で、両方の流体の熱容量流量は等しく ṁ·cp = 1.5 kW/K である。高温流体は 110 °C、低温流体は 10 °C で流入する。熱交換器の A = 5 m²、U = 500 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 Th,out を求めよ。
Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 125 から 40 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 0.5 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 300 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 40 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 24.63 K
- 2. Q̇ = 14.54 kW
- 3. A = 11.62 m²
- 4. A = 4.674 m²
- 5. Th,out = 47.5 °C
- 6. A = 25.56 m²
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。