1.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 120 から 45 °C まで冷え、低温流体が 30 から 40 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 120 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 135 から 105 °C まで冷え、低温流体が 15 から 65 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 135 → 105 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
並流熱交換器が 290 kW を伝える。 伝熱面積は 10 m² である。高温流体は 145 から 115 °C まで冷え、低温流体は 10 から 85 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 290 kWA = 10 m²Th: 145 → 115 °CTc: 10 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.ふつう
並流熱交換器が 30 kW を伝える。 伝熱面積は 2 m² である。高温流体は 145 から 110 °C まで冷え、低温流体は 25 から 80 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 30 kWA = 2 m²Th: 145 → 110 °CTc: 25 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.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 130 から 60 °C まで冷える。油は 30 °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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °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 165 から 100 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 2 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 500 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: 165 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 29.41 K
- 2. ΔTlm = 72.82 K
- 3. U = 415.4 W/(m²·K)
- 4. U = 231 W/(m²·K)
- 5. A = 26 m²
- 6. A = 3.576 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。