解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

無料で印刷できる熱交換器 (LMTD)のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
長さT130 °C65 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 130 から 65 °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: 130 → 65 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.やさしい
長さT155 °C65 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 155 から 65 °C まで冷え、低温流体が 30 から 90 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 155 → 65 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
長さT105 °C75 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器が 120 kW を伝える。 高温流体は 105 から 75 °C まで冷え、低温流体は 10 から 90 °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 = 120 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.ふつう
長さT145 °C45 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器が 360 kW を伝える。 高温流体は 145 から 45 °C まで冷え、低温流体は 30 から 80 °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 = 360 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 45 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.むずかしい
長さT125 °C??15 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、両方の流体の熱容量流量は等しく ṁ·cp = 1 kW/K である。高温流体は 125 °C、低温流体は 15 °C で流入する。熱交換器の A = 6 m²、U = 500 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 Th,out を求めよ。

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.むずかしい
長さT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

伝熱面積 3 m²、U = 3000 W/(m²·K) の復水器の管の外側で、蒸気が一定の 140 °C で凝縮する。冷却水（1.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で管に流入する。水の出口温度 Tc,out を求めよ。

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

解答

  1. 1. ΔTlm = 57.17 K
  2. 2. ΔTlm = 48.46 K
  3. 3. A = 3.519 m²
  4. 4. A = 10.56 m²
  5. 5. Th,out = 42.5 °C
  6. 6. Tc,out = 109.1 °C

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。