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。

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1.やさしい
長さT150 °C50 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 150 から 50 °C まで冷え、低温流体が 15 から 45 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。

Th: 150 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.やさしい

熱交換器で 0.5 kg/s のグリコール混合液（cp = 3.6 kJ/(kg·K)）が 40 から 90 °C まで加熱される。 伝熱量 Q̇ を求めよ。

ṁ = 0.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 40 → 90 °C
Q̇ = kW
3.ふつう
長さT145 °C125 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器が 430 kW を伝える。 高温流体は 145 から 125 °C まで冷え、低温流体は 20 から 105 °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。

Q̇ = 430 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 125 °CTc: 20 → 105 °C
A = m²
4.ふつう
長さT105 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

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（2 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、25 から 55 °C まで温まる。熱通過率は 3500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.むずかしい
長さT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

伝熱面積 4 m²、U = 1000 W/(m²·K) の復水器の管の外側で、蒸気が一定の 100 °C で凝縮する。冷却水（3 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 = 100 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.むずかしい
長さT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂凝縮する蒸気

伝熱面積 2.5 m²、U = 1500 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（0.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で管に流入する。水の出口温度 Tc,out を求めよ。

Ts = 140 °CA = 2.5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

解答

  1. 1. ΔTlm = 63.72 K
  2. 2. Q̇ = 90 kW
  3. 3. A = 4.256 m²
  4. 4. A = 1.123 m²
  5. 5. Tc,out = 45.48 °C
  6. 6. Tc,out = 118.4 °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。