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T100 °C40 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 100 から 40 °C まで冷え、低温流体が 10 から 85 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 100 → 40 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
2.やさしい
長さT80 °C60 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 80 から 60 °C まで冷え、低温流体が 20 から 60 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 80 → 60 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
長さT140 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

復水器で、蒸気が管の外側で一定の 140 °C で凝縮する。冷却水（2 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、10 から 65 °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。

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.ふつう
長さT110 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

復水器で、蒸気が管の外側で一定の 110 °C で凝縮する。冷却水（5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、30 から 85 °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。

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 85 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.むずかしい
長さT80 °C55 °C24.95 °C10 °CΔT₁ΔT₂向流

高温の油（2 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 80 から 55 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 2 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
長さT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

伝熱面積 3 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（1 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 25 °C で管に流入する。水の出口温度 Tc,out を求めよ。

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

解答

  1. 1. ΔTlm = 21.64 K
  2. 2. ΔTlm = 28.85 K
  3. 3. A = 4.598 m²
  4. 4. A = 16.21 m²
  5. 5. A = 1.672 m²
  6. 6. Tc,out = 73.65 °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。