1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 110 から 75 °C まで冷え、低温流体が 10 から 85 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 110 → 75 °CTc: 10 → 85 °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 150 から 115 °C まで冷え、低温流体が 15 から 140 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 150 → 115 °CTc: 15 → 140 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 30 kW を伝える。 高温流体は 85 から 40 °C まで冷え、低温流体は 20 から 75 °C まで温まる。熱通過率は 500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 30 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 40 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.ふつう
復水器で、蒸気が管の外側で一定の 105 °C で凝縮する。冷却水（3 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、10 から 55 °C まで温まる。熱通過率は 3500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 55 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 175 から 50 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する水 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 155 から 60 °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 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 41.86 K
- 2. ΔTlm = 39.09 K
- 3. A = 4.159 m²
- 4. A = 2.3 m²
- 5. A = 20.27 m²
- 6. A = 2.112 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。