1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 100 から 45 °C まで冷え、低温流体が 10 から 20 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 100 → 45 °CTc: 10 → 20 °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 110 から 95 °C まで冷え、低温流体が 20 から 55 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 110 → 95 °CTc: 20 → 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 160 から 55 °C まで冷え、低温流体は 30 から 140 °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: 160 → 55 °CTc: 30 → 140 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 370 kW を伝える。 高温流体は 160 から 55 °C まで冷え、低温流体は 25 から 70 °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 = 370 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 55 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 145 から 105 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 1.5 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 1500 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 175 から 50 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 2 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 800 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 54.43 K
- 2. ΔTlm = 64.48 K
- 3. A = 1.785 m²
- 4. A = 8.468 m²
- 5. A = 0.8028 m²
- 6. A = 2.383 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。