解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

高温の油（1 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 105 から 70 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する 0.8 kg/s の水（c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。周囲への熱損失はない。水の出口温度 T_c,out を求めよ。

向流熱交換器の伝熱面積は 5 m²、熱通過率は 300 W/(m²·K) である。高温流体は 160 から 75 °C まで冷え、低温流体は 30 から 125 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。

向流熱交換器が 90 kW を伝える。 高温流体は 100 から 80 °C まで冷え、低温流体は 25 から 65 °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。

並流熱交換器が 130 kW を伝える。 高温流体は 155 から 110 °C まで冷え、低温流体は 25 から 35 °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。

伝熱面積 1 m²、U = 2500 W/(m²·K) の復水器の管の外側で、蒸気が一定の 140 °C で凝縮する。冷却水（1.5 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 30 °C で管に流入する。水の出口温度 T_c,out を求めよ。

向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.5 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、115 から 60 °C まで冷える。 環状部の水（0.3 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 20 °C で流入する。内管の直径は 40 mm で、U = 250 W/(m²·K) はこの直径を基準とする。必要な管の長さ L を求めよ。