1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 160 から 95 °C まで冷え、低温流体が 25 から 145 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 95 °CTc: 25 → 145 °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 150 から 85 °C まで冷え、低温流体が 10 から 95 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 150 → 85 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 160 kW を伝える。 高温流体は 175 から 120 °C まで冷え、低温流体は 30 から 125 °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 = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 120 °CTc: 30 → 125 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 60 kW を伝える。 高温流体は 80 から 35 °C まで冷え、低温流体は 20 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 800 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 60 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 80 から 60 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 3 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 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 85 から 40 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する水 0.5 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 = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 40 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 35.7 K
- 2. ΔTlm = 64.48 K
- 3. A = 7.837 m²
- 4. A = 2.942 m²
- 5. A = 2.647 m²
- 6. A = 15.22 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。