1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 135 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: 135 → 60 °CTc: 20 → 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 80 °C まで冷え、低温流体が 15 から 115 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 125 → 80 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 230 kW を伝える。 高温流体は 155 から 60 °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 200 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 230 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 60 °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 140 °C で凝縮する。冷却水（5 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 2000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Ts = 140 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.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 80 から 55 °C まで冷える。油は 30 °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 = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 175 から 150 °C まで冷える。油は 20 °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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 150 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 55.68 K
- 2. ΔTlm = 29.38 K
- 3. A = 13.74 m²
- 4. A = 5.748 m²
- 5. A = 1.153 m²
- 6. A = 0.9299 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。