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

熱交換器で 3 kg/s の軽油（cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が 60 から 30 °C まで冷却される。 伝熱量 Q̇ を求めよ。

ṁ = 3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 60 → 30 °C
Q̇ = kW
2.やさしい
長さT140 °C110 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器で、高温流体が 140 から 110 °C まで冷え、低温流体が 30 から 50 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 140 → 110 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
長さT80 °C60 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器が 150 kW を伝える。 高温流体は 80 から 60 °C まで冷え、低温流体は 20 から 55 °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 = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
4.ふつう
長さT155 °C95 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器が 330 kW を伝える。 高温流体は 155 から 95 °C まで冷え、低温流体は 30 から 110 °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 = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 30 → 110 °C
A = m²
5.むずかしい
長さT145 °C??20 °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 = 2 kW/K である。高温流体は 145 °C、低温流体は 20 °C で流入する。熱交換器の A = 2 m²、U = 800 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 Th,out を求めよ。

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 20 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.むずかしい
長さT160 °C??30 °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 = 2 kW/K である。高温流体は 160 °C、低温流体は 30 °C で流入する。熱交換器の A = 2 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 = 2 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 30 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

解答

  1. 1. Q̇ = 189 kW
  2. 2. ΔTlm = 82.49 K
  3. 3. A = 6.777 m²
  4. 4. A = 30.34 m²
  5. 5. Th,out = 89.44 °C
  6. 6. Th,out = 116.7 °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。