書記が物理やるだけ#281 熱交換器

熱交換器に関する計算をいくつか見ていく。

問題

説明

熱交換器は，温度の高い物体から低い物体へ効率的に熱を移動させることで物体の加熱や冷却を行う装置である。

解答

高温流体から失われる熱量=低温流体の受ける熱量より，熱容量流量を用いて以下のようにまとめることができる。

熱収支を整理することで，伝熱量=熱通過率K・断面積A・対数平均温度差ΔTで表すことができる。

具体例の計算。まず高温水から伝熱量を求める。これを用いて低温水の出口温度を求めていく。

これで対数平均温度差が求められ，断面積，長さを求めることができた。

熱交換器の性能指標として，温度効率・熱交換有効度・伝熱単位数を紹介する。

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