1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 110 から 60 °C まで冷え、低温流体が 15 から 80 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 110 → 60 °CTc: 15 → 80 °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 130 から 50 °C まで冷え、低温流体が 10 から 105 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 130 → 50 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
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 430 kW を伝えなければならない。高温流体は 115 から 40 °C まで冷え、低温流体は 25 から 50 °C まで温まる。この配置の LMTD 補正係数は F = 0.92、U = 1000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 430 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 40 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.ふつう
並流熱交換器が 190 kW を伝える。 高温流体は 135 から 85 °C まで冷え、低温流体は 15 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 200 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 190 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 85 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 135 から 95 °C まで冷える。油は 10 °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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.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 100 から 80 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 3 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 200 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: 100 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 36.99 K
- 2. ΔTlm = 31.91 K
- 3. A = 13.71 m²
- 4. A = 12.42 m²
- 5. A = 5.084 m²
- 6. A = 4.479 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。