1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 120 から 80 °C まで冷え、低温流体が 10 から 35 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 120 → 80 °CTc: 10 → 35 °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 95 から 75 °C まで冷え、低温流体が 25 から 35 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 95 → 75 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 170 kW を伝える。 高温流体は 175 から 140 °C まで冷え、低温流体は 15 から 85 °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 = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.ふつう
並流熱交換器が 30 kW を伝える。 高温流体は 165 から 120 °C まで冷え、低温流体は 15 から 100 °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 = 30 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 120 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 115 から 70 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 3 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（0.5 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 105 から 40 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 2 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 800 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 77.26 K
- 2. ΔTlm = 54.85 K
- 3. A = 5.319 m²
- 4. A = 1.55 m²
- 5. A = 2.571 m²
- 6. A = 1.919 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。