1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 115 から 85 °C まで冷え、低温流体が 30 から 100 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 115 → 85 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 105 から 55 °C まで冷え、低温流体が 25 から 55 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 105 → 55 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 60 kW を伝える。 高温流体は 165 から 140 °C まで冷え、低温流体は 10 から 155 °C まで温まる。熱通過率は 1500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 60 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 140 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 150 kW を伝える。 高温流体は 125 から 100 °C まで冷え、低温流体は 10 から 105 °C まで温まる。熱通過率は 1000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
5.むずかしい
並流二重管式熱交換器で、高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、105 から 60 °C まで冷える。 環状部の水（1 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で流入する。内管の直径は 20 mm で、U = 250 W/(m²·K) はこの直径を基準とする。必要な管の長さ L を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.むずかしい
並流二重管式熱交換器で、高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、150 から 75 °C まで冷える。 環状部の水（0.8 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で流入する。内管の直径は 32 mm で、U = 300 W/(m²·K) はこの直径を基準とする。必要な管の長さ L を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 75 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
解答
- 1. ΔTlm = 30.79 K
- 2. ΔTlm = 39.15 K
- 3. A = 0.855 m²
- 4. A = 3.223 m²
- 5. L = 58.53 m
- 6. L = 40.18 m
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。