解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

並流熱交換器で、高温流体が 135 から 80 °C まで冷え、低温流体が 30 から 40 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔT_lm を求めよ。

高温の油（1 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 175 から 50 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する 1.5 kg/s の水（c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。周囲への熱損失はない。水の出口温度 T_c,out を求めよ。

並流熱交換器が 320 kW を伝える。 高温流体は 170 から 100 °C まで冷え、低温流体は 15 から 90 °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。

復水器で、蒸気が管の外側で一定の 120 °C で凝縮する。冷却水（4 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、30 から 95 °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。

並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、160 から 85 °C まで冷える。 環状部の水（0.2 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 15 °C で流入する。内管の直径は 20 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。

高温の油（1.5 kg/s、c_p = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 145 から 105 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 1 kg/s（c_p = 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。