1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 95 から 30 °C まで冷え、低温流体が 10 から 60 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 95 → 30 °CTc: 10 → 60 °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 125 から 55 °C まで冷え、低温流体が 15 から 25 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 125 → 55 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
並流熱交換器が 80 kW を伝える。 高温流体は 145 から 30 °C まで冷え、低温流体は 10 から 25 °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 = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 30 °CTc: 10 → 25 °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、10 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: 10 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 110 から 50 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 3 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 175 から 95 °C まで冷える。油は 20 °C で流入する水 2 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 800 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 95 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 26.8 K
- 2. ΔTlm = 65.48 K
- 3. A = 2.535 m²
- 4. A = 1.341 m²
- 5. A = 3.634 m²
- 6. A = 2.058 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。