1.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 3 m²、熱通過率は 1500 W/(m²·K) である。高温流体は 180 から 85 °C まで冷え、低温流体は 25 から 70 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 85 °CTc: 25 → 70 °C
Q̇ = kW
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 175 から 40 °C まで冷え、低温流体が 25 から 115 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 175 → 40 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 140 kW を伝える。 高温流体は 95 から 70 °C まで冷え、低温流体は 10 から 40 °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 = 140 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.ふつう
並流熱交換器が 460 kW を伝える。 高温流体は 90 から 60 °C まで冷え、低温流体は 10 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 1000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 60 °CTc: 10 → 40 °C
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 100 から 75 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 1.5 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 = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 160 から 115 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 1 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 = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. Q̇ = 371.2 kW
- 2. ΔTlm = 32.46 K
- 3. A = 3.045 m²
- 4. A = 10.63 m²
- 5. A = 1.095 m²
- 6. A = 2.4 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。