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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
長さT180 °C70 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器で、高温流体が 180 から 70 °C まで冷え、低温流体が 10 から 30 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 180 → 70 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.やさしい
長さT95 °C65 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 95 から 65 °C まで冷え、低温流体が 25 から 85 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 95 → 65 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
長さT120 °C100 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器が 140 kW を伝える。 高温流体は 120 から 100 °C まで冷え、低温流体は 25 から 60 °C まで温まる。熱通過率は 300 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。

Q̇ = 140 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.ふつう
長さT135 °C75 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器が 240 kW を伝える。 伝熱面積は 3 m² である。高温流体は 135 から 75 °C まで冷え、低温流体は 15 から 30 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。

Q̇ = 240 kWA = 3 m²Th: 135 → 75 °CTc: 15 → 30 °C
U = W/(m²·K)
5.むずかしい
長さT80 °C45 °C25.47 °C15 °CΔT₁ΔT₂向流

高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 80 から 45 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する水 1 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
長さT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

伝熱面積 5 m²、U = 1000 W/(m²·K) の復水器の管の外側で、蒸気が一定の 120 °C で凝縮する。冷却水（3 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 20 °C で管に流入する。水の出口温度 Tc,out を求めよ。

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

解答

  1. 1. ΔTlm = 89.85 K
  2. 2. ΔTlm = 21.64 K
  3. 3. A = 7.339 m²
  4. 4. U = 1046 W/(m²·K)
  5. 5. A = 3.552 m²
  6. 6. Tc,out = 52.88 °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。