1.やさしい
向流熱交換器で、高温流体が 140 から 65 °C まで冷え、低温流体が 30 から 55 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 140 → 65 °CTc: 30 → 55 °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 140 から 75 °C まで冷え、低温流体が 10 から 45 °C まで温まる。対数平均温度差 ΔTlm を求めよ。
Th: 140 → 75 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.ふつう
並流熱交換器が 420 kW を伝える。 高温流体は 170 から 110 °C まで冷え、低温流体は 30 から 80 °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 = 420 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 110 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.ふつう
向流熱交換器が 470 kW を伝える。 高温流体は 125 から 90 °C まで冷え、低温流体は 15 から 30 °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 = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 90 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
5.むずかしい
向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.5 kg/s、cp = 2.3 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、110 から 60 °C まで冷える。 環状部の水（1.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 10 °C で流入する。内管の直径は 32 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.むずかしい
向流二重管式熱交換器で、高温の油（0.3 kg/s、cp = 2.1 kJ/(kg·K)）が内管を流れ、160 から 130 °C まで冷える。 環状部の水（0.5 kg/s、cp = 4.18 kJ/(kg·K)）は 25 °C で流入する。内管の直径は 20 mm で、U = 250 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 = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 130 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
解答
- 1. ΔTlm = 56.35 K
- 2. ΔTlm = 79.05 K
- 3. A = 3.921 m²
- 4. A = 3.703 m²
- 5. L = 16.73 m
- 6. L = 10.45 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。