1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 150 から 60 °C まで冷え、低温流体が 25 から 50 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 150 → 60 °CTc: 25 → 50 °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 120 °C まで冷え、低温流体が 20 から 30 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 120 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 430 kW を伝える。 高温流体は 145 から 95 °C まで冷え、低温流体は 10 から 75 °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 = 430 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 95 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.ふつう
復水器で、蒸気が管の外側で一定の 105 °C で凝縮する。冷却水（1.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、20 から 55 °C まで温まる。熱通過率は 3000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Ts = 105 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
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 160 から 110 °C まで冷える。油は 20 °C で流入する水 0.5 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（2 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 105 から 65 °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 = 1000 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 61.92 K
- 2. ΔTlm = 114.3 K
- 3. A = 27.83 m²
- 4. A = 1.109 m²
- 5. A = 11.89 m²
- 6. A = 3.22 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。