解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート

向流熱交換器で、高温流体が 165 から 55 °C まで冷え、低温流体が 30 から 155 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔT_lm を求めよ。

向流熱交換器の伝熱面積は 1 m²、熱通過率は 200 W/(m²·K) である。高温流体は 110 から 50 °C まで冷え、低温流体は 15 から 90 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。

シェルアンドチューブ熱交換器（1 シェルパス、2 チューブパス）で 320 kW を伝えなければならない。高温流体は 155 から 35 °C まで冷え、低温流体は 15 から 50 °C まで温まる。この配置の LMTD 補正係数は F = 0.8、U = 800 W/(m²·K) である。必要な伝熱面積 A を求めよ。

並流熱交換器が 230 kW を伝える。 高温流体は 80 から 55 °C まで冷え、低温流体は 15 から 45 °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。

高温の油（1.5 kg/s、c_p = 2.3 kJ/(kg·K)）が向流熱交換器で 145 から 90 °C まで冷える。油は 20 °C で流入する水 1 kg/s（c_p = 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。

向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.3 kg/s、c_p = 2.5 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、115 から 85 °C まで冷える。 環状部の水（0.3 kg/s、c_p = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で流入する。内管の直径は 40 mm で、U = 500 W/(m²·K) はこの直径を基準とする。必要な管の長さ L を求めよ。