2種冷凍学識計算攻略-(Φo)

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冷凍能力(Φo)攻略

 このページでは、冷凍能力(Φo)を求める過去問題を解いてみましょう。

問題文の与えられた項目が…

 問題文で与えられた項目(数値)が、どのようなものがあるかを把握しましょう。それと、「理論」と「実際」がありますから問題をよく読みましょう。

 下記の(復習)、6つの「これだけ公式」のどれかにあてはめれば大丈夫。四則計算のみの簡単なパズルです。

 さぁ、行きましょう。

 成績係数(COP)の計算式は、省いてありまする。ここでは必要ないと思われ。

これだけ公式(1)
これだけ公式(2)式
これだけ公式(3)
これだけ公式(4)

平成9年度 問1で出題された問題です。

「理論サイクル」と書かれています。楽勝っぽいですね。

2種冷凍平成09年度学識問1

 さてと、与えられている数値を拾い出してみましょう。

  • 圧縮機の所要動力 Pth=10 [kW]
  • 比エンタルピー h4=230.0 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=400.0 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h2=480.0 [kJ/kg]

 所要動力とエンタルピーだけですね。比体積vも体積効率ηvもありませぬ。はぃ、素直に理論的冷凍能力を求めればいいです。 さぁ、暗記した式を使ってパズルを解いてみましょう。

 冷凍能力Φoを求める式を思い出してください。 この式から、冷媒循環量qmrが分かれば答えが出そうです。

Φo公式(2)

 圧縮機の所要動力(理論的圧縮動力)Pthと冷媒循環量qmrがある式といえば・・・・さぁ、思い出しましょう。

Φo公式(3)
Φo公式(3)項目

 よろしいですか?(3)式から冷媒循環量qmrをサクッと求めましょう。

Φo公式(3)項目数値代入

 一気に行きましょう。(2)式に冷媒循環量qmrとh4、h1を代入します。

       Φo = qmr(h1 − h4) = 0.125(400 − 230) = 21.25 [kW]

 答えは、(5)21.3kWが一番近いですね。この問題は式さえ覚えていれば楽勝!まさに、サービス問題です。

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平成16年度問1 さぁ、今度は実際の冷凍能力ですよ。

 今度は、機械効率、断熱効率が絡んできます、さて、下の問題を見てください、如何でしょう。


問1 R22冷凍装置が下図の理論冷凍サイクルで運転されている。圧縮機の実際の軸動力が42kWのとき、この装置の実際の冷凍能力はいくらか。下記の答えのうちから最も近いのものを選べ。
  ただし、圧縮機の断熱効率はηc=0.70、機械効率はηm=0.85とする。

2種冷凍平成16年度学識問1

(1) 170kW  (2) 195kW   (3) 200kW   (4) 243kW  (5) 286kW 

では、最初の大切なお仕事、指定されたものを抜き出してみます。

  • 圧縮機の軸動力 P=42 [kW]
  • 断熱効率 ηc = 0.70
  • 機械効率 ηm = 0.85
  • 比エンタルピー h4=235 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=405 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h2=430 [kJ/kg]

 楽勝といったところでしょうか!?覚えた(覚える)公式リストを見てください。

 そうです!(4)式を使います。

これだけ公式(4)

 さっそく、変形し数値を代入して冷媒循環量qmrを求めましょう。

これだけ公式(4)変形qmr数値代入

 ここまでできたら、あとは楽勝! (2)式を使って、

     Φo = qmr(h1−h4) = 1.0(405−235) = 170 [kW]

 答えは、(1)170kW になります。

 このように、理屈云々は別として公式さえ覚えていれば、何とかなるような気がしてきましたか?

 公式丸暗記(メモ書きを見ながら)、問題をガンガン解いていくうちに理屈もなんとなくわかってくる気がしますよ。そしたら、OK牧場!・・・・。 学識や保安管理技術の文章問題もなんとなく理解できるようになるはずです。すると、今度は公式の理屈もわかってくる・・・・はずだ。

さぁ、頑張ろう。

 ぅ?ん、少々疲れましたか?

キャッチボール

  してみますか。

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平成10年問1の問題、ぅ〜ん時間がかかるかも…。

17年前の2種の問題。このような問題は、もう、2種では出題されないかもしれない。
 (たぶんだけど…、平成27年1月12日記ス)

2種冷凍平成10年度学識問1

 何やらたくさんの数値とゴチャゴチャしたp-h線図ですねぇ、この手の問題は簡単な計算式なのに代入数値を間違えたりするうっかりミスを、 狙ったような嫌らしい問題です。順序よく落ち着いて解いていきましょう。

 与えられた数値を拾い出してみます、AサイクルBサイクルを間違えないように、それぞれにA、Bと付けていきます。

  • ピストン押しのけ量 V=0.014 [m^3/s]
  • Aサイクル体積効率 ηvA=0.75
  • Bサイクル体積効率 ηvB=0.70
  • Aサイクル比体積 v1A=0.065 [m^3/kg]
  • Bサイクル比体積 v1B=0.085 [m^3/kg]
  • Aサイクル比エンタルピー h4=243.6 [kJ/kg]
  • Bサイクル比エンタルピー h4'=243.6 [kJ/kg]
  • Aサイクル比エンタルピー h1=405.8 [kJ/kg]
  • Bサイクル比エンタルピー h1'=393.6 [kJ/kg]

 ぅう〜、これだけでも今までの2倍近くの時間がかかります。試験時間に気を配りましょう、1問目ですから緊張して パニックになったら大変です。その時は、一回大きく深呼吸!または、パスして次の問題に行くのも1つの手です。

 さて、冷凍能力Φo求めればよいのですから(2)式をまず書きましょう。

Φo公式(2)

 AサイクルとBサイクルの冷媒循環量qmrA、qmrBを求めれば、攻略できたも同然ですね。

 (1)式 V・ηv=qmr・v から、qmrが求められそうです。

 まずは、Aサイクルから

冷媒循環量Aを

 次に、Bサイクル

冷媒循環量Bを

 さぁ、冷凍能力ΦoAとΦoBをそれぞれ(2)式から一気に求めましょう。

冷凍能力ΦoAとΦoBを

 さてさて、「Aサイクルに対しBサイクルの冷凍能力は何%になるか」なので、

Aサイクルに対しBサイクルの冷凍能力は何%

 一番近い答えは(3)65%になります。


 ここまで攻略しすれば計算問題1問はGETできる...、かもしれません。

 ぅむ、ピストン押しのけ量V冷凍能力Φo(冷媒循環量qmr)を求めることができれば、学識計算問題1つはGETできるかも知れません。

 次ページからは圧縮機動力(P)を攻略し、成績係数へと進んでみましょう。

訂正箇所履歴

【2017/10/12 新設】

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