1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 160 から 110 °C まで冷え、低温流体が 20 から 125 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 110 °CTc: 20 → 125 °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 115 から 70 °C まで冷え、低温流体が 20 から 35 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 115 → 70 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 330 kW を伝える。 高温流体は 110 から 95 °C まで冷え、低温流体は 10 から 45 °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 = 330 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 330 kW を伝える。 伝熱面積は 2 m² である。高温流体は 180 から 65 °C まで冷え、低温流体は 10 から 115 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。
Q̇ = 330 kWA = 2 m²Th: 180 → 65 °CTc: 10 → 115 °C
U = W/(m²·K)
5.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 = 4 kW/K である。高温流体は 165 °C、低温流体は 30 °C で流入する。熱交換器の A = 6 m²、U = 800 W/(m²·K) である。高温側の出口温度 Th,out を求めよ。
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.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 110 から 75 °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 = 800 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: 110 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 58.23 K
- 2. ΔTlm = 63.83 K
- 3. A = 14.75 m²
- 4. U = 2756 W/(m²·K)
- 5. Th,out = 91.36 °C
- 6. A = 3.636 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。