1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 140 から 75 °C まで冷え、低温流体が 15 から 90 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 140 → 75 °CTc: 15 → 90 °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 160 から 45 °C まで冷え、低温流体が 20 から 110 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 160 → 45 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
向流熱交換器が 100 kW を伝える。 高温流体は 105 から 40 °C まで冷え、低温流体は 25 から 70 °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 = 100 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 105 → 40 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 270 kW を伝える。 高温流体は 90 から 75 °C まで冷え、低温流体は 15 から 80 °C まで温まる。熱通過率は 800 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。
Q̇ = 270 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
5.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 155 から 50 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 1.5 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 1500 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: 155 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.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 155 から 70 °C まで冷える。油は 30 °C で流入する水 0.5 kg/s（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）を加熱する。U = 500 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: 155 → 70 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
解答
- 1. ΔTlm = 54.85 K
- 2. ΔTlm = 36.07 K
- 3. A = 2.824 m²
- 4. A = 12.09 m²
- 5. A = 1.717 m²
- 6. A = 3.43 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。