1種冷凍学識計算11月試験攻略-問3:平成24年度

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ローフィンチューブを使用した水冷シェルアンドチューブ凝縮器

 過去問をこなしていれば、どうということないと思います。

第一種冷凍機械責任者試験 平成24年度 問3(11月試験)

問3 ローフィンチューブを使用した水冷シェルアンドチューブ凝縮器があり、その使用および運転条件は下記のとおりである。この水冷凝縮器について、次の(1)、(2)および(3)の問に、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。
 ただし、冷媒と冷却水の温度差は算術平均温度差を用い、冷却管材の熱伝導抵抗は無視できるものとする。

(20点)

1種冷凍学識平成24年度問3(仕様および運転条件)

 (1)冷却管の外表面の面積を基準とする熱通過率K[kW/(m^2・K)]を求めよ。
 (2)凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。
 (3)冷却水量qmw(kg/s)を求めよ。

(1) 冷却管の外表面の面積を基準とする熱通過率K[kW/(m^2・K)]を求めよ。

 下図と基本式は、1種学識計算攻略問3の[有効内外面積比mについて]からコピペ

ローフィンチューブ

水冷シェルアンドチューブ凝縮器(ローフィンチューブ)図

 基本式はこれ、

水冷シェルアンドチューブ凝縮器(ローフィンチューブ)有効内外面積比式

【参考】 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』(<9次:P88右 (7.9)式と、P91 例題7.3の解 2)>)(<8次:P87右 (7.9)式と、P89 例題7.3の解 2)>)

 数値を代入して

H24年度問3(1)のKの計算式

  答え K = 0.88[kW/(m^2・K)]

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(2) 凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。

 基本式はこれ、
 Φk = K・A・Δtm テキスト<9次(8次):P84(7.6)式>
 不明なのは、Δtmのみです。

算術平均温度差計算式のための図

H24年度問3(2)のΔtmの計算式1


 または、この式。(前記述の式を変形したもの)

H24年度問3(2)のΔtmの計算式2

では、おもむろに数値代入して、
(楽勝ですね)

H24年度問3(2)Φk = K・A・Δtmへ数値代入

  答え Φk = 106 kW

(3) 冷却水量qmw(kg/s)を求めよ。

 冷却水量qmwの含まれる式といえば、これでしょう!

  Φk = Cw・qmw(tw2 - tw1)
   テキスト<9次:P91 例題7.3の解 1)>(<8次:P89 例題7.3の解 1)>)

 では、おもむろに、 (楽勝ですね!)

H24年度問3(3)のqmwの計算式

  答え qmw = 4.2 (kg/s)

訂正箇所履歴

【2016/02/11 新設】

  • 数式の画像や解説など全般的に見直し。(2017(H29)/05/06)
  • 『上級 冷凍受験テキスト』は、8次改訂版のみの表記とした。(2017(H29)/05/06)
  • 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。(2023(R05)/06/15)

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