1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 105 から 70 °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: 105 → 70 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 160 から 115 °C まで冷え、低温流体が 15 から 60 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 115 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 410 kW を伝える。 伝熱面積は 3 m² である。高温流体は 170 から 130 °C まで冷え、低温流体は 30 から 45 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 410 kWA = 3 m²Th: 170 → 130 °CTc: 30 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.ふつう
向流熱交換器が 460 kW を伝える。 高温流体は 85 から 65 °C まで冷え、低温流体は 25 から 55 °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。
Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 130 から 75 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 1 kg/s（cp = 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。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.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 160 から 100 °C まで冷える。油は 10 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 30.83 K
- 2. ΔTlm = 92.84 K
- 3. U = 1220 W/(m²·K)
- 4. A = 13.23 m²
- 5. A = 5.445 m²
- 6. A = 3.127 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。