解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

無料で印刷できる熱交換器 (LMTD)のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
長さT105 °C45 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、高温流体が 105 から 45 °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: 105 → 45 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.やさしい
長さT180 °C90 °C?30 °CΔT₁ΔT₂向流

高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 180 から 90 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する 2 kg/s の水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。周囲への熱損失はない。水の出口温度 Tc,out を求めよ。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.ふつう
長さT90 °C50 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器が 430 kW を伝える。 高温流体は 90 から 50 °C まで冷え、低温流体は 20 から 40 °C まで温まる。熱通過率は 200 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。

Q̇ = 430 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.ふつう
長さT150 °C110 °C20 °C105 °CΔT₁ΔT₂並流

並流熱交換器が 460 kW を伝える。 伝熱面積は 25 m² である。高温流体は 150 から 110 °C まで冷え、低温流体は 20 から 105 °C まで温まる。熱通過率 U を求めよ。

Q̇ = 460 kWA = 25 m²Th: 150 → 110 °CTc: 20 → 105 °C
U = W/(m²·K)
5.むずかしい
長さT85 °C??20 °CΔT₁ΔT₂向流

向流熱交換器で、両方の流体の熱容量流量は等しく ṁ·cp = 1.5 kW/K である。高温流体は 85 °C、低温流体は 20 °C で流入する。熱交換器の A = 2 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 = 1.5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.むずかしい
長さT80 °C??25 °CΔT₁ΔT₂向流

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 80 °C、低温流体は 25 °C で流入する。熱交換器の A = 2 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 = 80 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

解答

  1. 1. ΔTlm = 50.49 K
  2. 2. Tc,out = 63.91 °C
  3. 3. A = 69.73 m²
  4. 4. U = 479.6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 66.43 °C
  6. 6. Th,out = 50 °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。