1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 150 から 130 °C まで冷え、低温流体が 15 から 75 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 150 → 130 °CTc: 15 → 75 °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 175 から 125 °C まで冷え、低温流体が 15 から 130 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 175 → 125 °CTc: 15 → 130 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 320 kW を伝える。 高温流体は 110 から 80 °C まで冷え、低温流体は 30 から 50 °C まで温まる。熱通過率は 500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 320 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 150 kW を伝える。 伝熱面積は 3 m² である。高温流体は 90 から 45 °C まで冷え、低温流体は 30 から 60 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 150 kWA = 3 m²Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.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 135 から 55 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 2 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 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 135 から 40 °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 = 300 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: 135 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 93.58 K
- 2. ΔTlm = 72.72 K
- 3. A = 11.67 m²
- 4. U = 2310 W/(m²·K)
- 5. A = 1.445 m²
- 6. A = 14.18 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。