1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 80 から 45 °C まで冷え、低温流体が 20 から 45 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 80 → 45 °CTc: 20 → 45 °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 100 から 70 °C まで冷え、低温流体が 10 から 35 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 100 → 70 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 110 kW を伝える。 伝熱面積は 8 m² である。高温流体は 100 から 60 °C まで冷え、低温流体は 30 から 85 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 110 kWA = 8 m²Th: 100 → 60 °CTc: 30 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.ふつう
並流熱交換器が 130 kW を伝える。 高温流体は 140 から 115 °C まで冷え、低温流体は 25 から 65 °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。
Q̇ = 130 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 115 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 115 から 55 °C まで冷える。油は 20 °C で流入する水 2 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 800 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 105 から 85 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 1.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 29.72 K
- 2. ΔTlm = 62.47 K
- 3. U = 635.4 W/(m²·K)
- 4. A = 1.111 m²
- 5. A = 1.513 m²
- 6. A = 0.6178 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。