1.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 0.5 m²、熱通過率は 1000 W/(m²·K) である。高温流体は 110 から 30 °C まで冷え、低温流体は 15 から 40 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 0.5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 30 °CTc: 15 → 40 °C
Q̇ = kW
解答つき熱交換器 (LMTD)ワークシート
2.やさしい
向流熱交換器の伝熱面積は 1.5 m²、熱通過率は 1000 W/(m²·K) である。高温流体は 100 から 75 °C まで冷え、低温流体は 15 から 50 °C まで温まる。伝熱量 Q̇ を求めよ。
A = 1.5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
Q̇ = kW
3.ふつう
向流熱交換器が 210 kW を伝える。 高温流体は 150 から 110 °C まで冷え、低温流体は 25 から 120 °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 = 210 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 210 kW を伝える。 高温流体は 95 から 35 °C まで冷え、低温流体は 20 から 70 °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 = 210 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 35 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
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 = 0.5 kW/K である。高温流体は 155 °C、低温流体は 25 °C で流入する。熱交換器の A = 5 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 = 155 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.むずかしい
向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.2 kg/s、cp = 2.5 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、160 から 55 °C まで冷える。 環状部の水（1 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 20 °C で流入する。内管の直径は 25 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。
ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 55 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
解答
- 1. Q̇ = 17.85 kW
- 2. Q̇ = 82.27 kW
- 3. A = 19.88 m²
- 4. A = 13.41 m²
- 5. Th,out = 57.5 °C
- 6. L = 18.69 m
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。