2種冷凍学識計算攻略-熱計算について

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この数年出題されていない...「熱」の計算はどうする。

 古い話ですが平成9年度以前は、毎年計算問題が出題されていました(1冷レベル)。 久々に出題された平成12年度は他の科目も結構難しかったので、特別かも知れません。でも、熱の問題としては簡単なものでした。

伝熱の問題を考えてみる。

 下記のリストを見てください。熱の計算問題は平成13年度から出題されていません。でも、単位が出題されたり、文章で伝熱の公式が合っているか否かという問題が出題されています。

2種冷凍学識伝熱過去問リスト

2種冷凍学識伝熱過去問リスト

 作成 : 平成27年(2015)1月21日

 単位は把握しておきましょう。平成16年〜21年までポツリポツリと出題されています。

 公式に係る問題は、平成17年度問7のイ.ロ.と、平成25年度問4(イ〜ニ全部)は、熱通過率・伝熱面積・算術平均温度差などの公式(関係)を覚えてないと分かりません。


 チョッと平成25年度の問題を一つ置いておきます。

▼ H25ga/04

・熱流束Φ、物体の温度t、熱の流れる方向をx方向とすると、Φ=λ(dt/dx)の関係があり、比例定数のλを熱伝導率という。
  【答え】 ←クリック(最初は2回)

【×】 なんと! と、思う問題。
  Φ=λ(dt/dx) ← 右辺に負の符号が付く。
  テキスト<7次:P73左下2行目〜>から引用しておきます。
  「なお、右辺の負の符号は、熱が流れる方向(x方向)に温度勾配(dt/dx)が常に負となるから、x方向の熱流束を正に表すために付けたものである。」…なるほど。

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冷凍機熱計算の基本式

 とりあえず基本式だけ書いておきます。

冷凍能力と凝縮負荷を求める

 冷凍能力Φoと凝縮負荷(放熱量)Φkを求める式をざっと書いておきます。

 伝熱量Φ、温度差、面積、などなどは凝縮器、蒸発器、冷却塔のそれぞれのものに置き換えてください。

面積、熱通過率、温度差から求める

Φ = K・A・Δt [kW]

  • 伝熱量 Φ[kW]
  • 熱通過率 K [kw/m^2・k]
  • 温度差 Δt [℃]
  • 伝熱面積 A [m^2]
冷却水量と温度差から求める

Φ = m・c・ρ・Δt [kJ/s]([kW])

  • 伝熱量 Φ[kW]
  • 温度差 Δt [℃]
  • 冷却水量 m [l/s]
  • 比熱 c [kJ/(kg・k)]
  • 密度 ρ

 このように同じΦでも二つの式があり、もちろん全頁までに出てきた冷媒循環量と比エンタルピー差でも求められます。

 なので、伝熱量だけではなく伝熱面積を求めたり、温度差、熱通過率等々いろんな方向から問題を出すことができます。 でも、2冷では上の式を覚えておけばなんとかなるかと思います。

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算術平均温度差Δtmを求める

 算術平均温度差の詳細は省略、式だけ覚えておきましょう。

凝縮器の場合
凝縮器算術平均温度差
蒸発器の場合
蒸発器算術平均温度差

訂正箇所履歴

【2017/10/12 新設】

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