1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 170 から 130 °C まで冷え、低温流体が 20 から 120 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 170 → 130 °CTc: 20 → 120 °C
ΔTlm = K
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 15 m²、熱通過率は 500 W/(m²·K) である。高温流体は 130 から 115 °C まで冷え、低温流体は 10 から 20 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 15 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 10 → 20 °C
Q̇ = kW
3.ふつう
向流熱交換器が 360 kW を伝える。 高温流体は 175 から 110 °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 500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 360 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 110 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.ふつう
並流熱交換器が 320 kW を伝える。 高温流体は 85 から 55 °C まで冷え、低温流体は 10 から 20 °C まで温まる。熱通過率は 500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 320 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（2 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 180 から 85 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 1.5 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 1000 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 85 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 170 から 120 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 1 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 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 76.1 K
- 2. Q̇ = 806.1 kW
- 3. A = 8.249 m²
- 4. A = 12.19 m²
- 5. A = 4.445 m²
- 6. A = 5.432 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。