解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

熱交換器で 0.8 kg/s のグリコール混合液（c_p = 3.6 kJ/(kg·K)）が 95 から 35 °C まで冷却される。 伝熱量 Q̇ を求めよ。

向流熱交換器で、高温流体が 180 から 80 °C まで冷え、低温流体が 30 から 165 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔT_lm を求めよ。

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（5 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、10 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。

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 460 kW を伝えなければならない。高温流体は 85 から 60 °C まで冷え、低温流体は 10 から 40 °C まで温まる。この配置の LMTD 補正係数は F = 0.9、U = 200 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（0.2 kg/s、c_p = 2.5 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、155 から 95 °C まで冷える。 環状部の水（1.5 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 25 °C で流入する。内管の直径は 50 mm で、U = 300 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。

向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.3 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、135 から 60 °C まで冷える。 環状部の水（0.3 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 25 °C で流入する。内管の直径は 50 mm で、U = 500 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。