1.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 155 から 130 °C まで冷え、低温流体が 15 から 55 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 155 → 130 °CTc: 15 → 55 °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 155 から 65 °C まで冷え、低温流体が 30 から 125 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 155 → 65 °CTc: 30 → 125 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
並流熱交換器が 260 kW を伝える。 高温流体は 150 から 110 °C まで冷え、低温流体は 25 から 55 °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 = 260 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 25 → 55 °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 135 から 100 °C まで冷え、低温流体は 25 から 120 °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 = 360 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
5.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 165 から 75 °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 = 1000 W/(m²·K) のとき、必要な伝熱面積 A を求めよ。
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
向流熱交換器で、両方の流体の熱容量流量は等しく ṁ·cp = 0.5 kW/K である。高温流体は 105 °C、低温流体は 25 °C で流入する。熱交換器の A = 6 m²、U = 300 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 Th,out を求めよ。
Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
解答
- 1. ΔTlm = 104.1 K
- 2. ΔTlm = 32.44 K
- 3. A = 3.049 m²
- 4. A = 9.657 m²
- 5. A = 2.673 m²
- 6. Th,out = 42.39 °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。