1.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 130 から 115 °C まで冷え、低温流体が 30 から 45 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 130 → 115 °CTc: 30 → 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 160 から 60 °C まで冷え、低温流体が 25 から 90 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 60 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 260 kW を伝える。 高温流体は 150 から 60 °C まで冷え、低温流体は 15 から 85 °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 = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 60 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 420 kW を伝える。 高温流体は 165 から 25 °C まで冷え、低温流体は 10 から 140 °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 = 420 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 25 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
5.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 130 から 80 °C まで冷える。油は 30 °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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 90 から 60 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する水 3 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 1500 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 84.11 K
- 2. ΔTlm = 50.49 K
- 3. A = 23.9 m²
- 4. A = 42.91 m²
- 5. A = 2.613 m²
- 6. A = 1.136 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。