解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

並流熱交換器で、高温流体が 160 から 125 °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 ΔT_lm を求めよ。

向流熱交換器で、高温流体が 105 から 45 °C まで冷え、低温流体が 25 から 65 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔT_lm を求めよ。

シェルアンドチューブ熱交換器（1 シェルパス、2 チューブパス）で 190 kW を伝えなければならない。高温流体は 155 から 110 °C まで冷え、低温流体は 20 から 90 °C まで温まる。この配置の LMTD 補正係数は F = 0.95、U = 300 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。

復水器で、蒸気が管の外側で一定の 100 °C で凝縮する。冷却水（2 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、15 から 50 °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。

向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.5 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、90 から 60 °C まで冷える。 環状部の水（0.5 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で流入する。内管の直径は 25 mm で、U = 200 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。

向流熱交換器で、両方の流体の熱容量流量は等しく ṁ·c_p = 0.5 kW/K である。高温流体は 130 °C、低温流体は 10 °C で流入する。熱交換器の A = 1 m²、U = 300 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 T_h,out を求めよ。