1.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 1.5 m²、熱通過率は 800 W/(m²·K) である。高温流体は 85 から 65 °C まで冷え、低温流体は 10 から 20 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 20 °C
Q̇ = kW
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
熱交換器で 1.2 kg/s のエタノール（cp = 2.44 kJ/(kg·K)）が 35 から 60 °C まで加熱される。 伝熱量 Q̇ を求めよ。
ṁ = 1.2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 35 → 60 °C
Q̇ = kW
3.ふつう
向流熱交換器が 240 kW を伝える。 高温流体は 180 から 155 °C まで冷え、低温流体は 30 から 100 °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 = 240 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 360 kW を伝える。 高温流体は 85 から 70 °C まで冷え、低温流体は 20 から 30 °C まで温まる。熱通過率は 300 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 360 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（2 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 140 から 105 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 3 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 = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 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 90 から 60 °C まで冷える。油は 15 °C で流入する水 1.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. Q̇ = 71.83 kW
- 2. Q̇ = 73.2 kW
- 3. A = 2.38 m²
- 4. A = 22.87 m²
- 5. A = 3.047 m²
- 6. A = 1.114 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。