1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 85 から 60 °C まで冷え、低温流体が 15 から 25 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 85 → 60 °CTc: 15 → 25 °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 140 から 65 °C まで冷え、低温流体が 30 から 75 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 140 → 65 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 430 kW を伝える。 高温流体は 175 から 35 °C まで冷え、低温流体は 15 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 1500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 430 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 35 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 400 kW を伝える。 高温流体は 165 から 100 °C まで冷え、低温流体は 10 から 25 °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 = 400 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 100 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.むずかしい
高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 95 から 55 °C まで冷える。油は 10 °C で流入する水 1.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 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 180 から 105 °C まで冷える。油は 25 °C で流入する水 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 105 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 52.14 K
- 2. ΔTlm = 48.46 K
- 3. A = 4.76 m²
- 4. A = 3.535 m²
- 5. A = 2.562 m²
- 6. A = 0.9945 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。