1.やさしい
並流熱交換器で、高温流体が 105 から 65 °C まで冷え、低温流体が 30 から 50 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 50 °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 150 から 125 °C まで冷え、低温流体が 20 から 70 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 150 → 125 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
復水器で、蒸気が管の外側で一定の 110 °C で凝縮する。冷却水（2 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、30 から 70 °C まで温まる。熱通過率は 3000 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 70 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.ふつう
復水器で、蒸気が管の外側で一定の 120 °C で凝縮する。冷却水（1.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）が管内を流れ、20 から 105 °C まで温まる。熱通過率は 2500 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Ts = 120 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 105 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.むずかしい
高温の油（1 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 160 から 110 °C まで冷える。油は 15 °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 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.むずかしい
高温の油（1.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 150 から 60 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 2 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 37.28 K
- 2. ΔTlm = 91.93 K
- 3. A = 1.932 m²
- 4. A = 4.758 m²
- 5. A = 0.9166 m²
- 6. A = 19.89 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。