ローフィン水冷シェルアンドチューブ凝縮器
第一種冷凍機械責任者試験 平成30年度（講習検定試験）
問3 ローフィン管を使用した水冷シェルアンドチューブ凝縮器があり、その仕様と運転条件は次のとおりである。
この凝縮器について、次の(1)から(4)について、それぞれの解答用紙に計算式を示して答えよ。ただし、冷却管材の熱伝導抵抗は無視できるものとする。 (20点)
(1) 凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。
(2) 冷却管の外表面積基準の平均熱通過率K[kW/(m^2・K)]を求めよ。
(3) 凝縮温度と冷却水との間の平均温度差Δtm(K)を求めよ。
(4) 凝縮温度tk(℃)を求めよ。ただし、冷媒と冷却水との間の平均温度差は、算術平均温度差を用いるものとする。
図と解き方
ローフィン管概略図
仕様および運転条件
- αr＝3.5 kW/(m^2・K)
- αw＝8.0 kW/(m^2・K)
- f＝0.172 m^2・K/kW
- qmw＝3.6 kg/s
- ｍ＝4.2
- tw1＝32 ℃
- tw2＝37 ℃
- Cw＝4.2 kJ/(kg・K)
- Ar＝21.0 m^2
覚えた公式
- Φk＝Cw・qmw(tw2－tw1)
- Φk＝K・Ar・Δtm
(1) 凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。
特に説明はいらないでしょう。
答え 75.6 (kW)
(2) 冷却管の外表面積基準の平均熱通過率K[kW/(m^2・K)]を求めよ。
特に説明はいらないでしょう。
答え 0.652 [kW/(m^2・K)]
(3) 凝縮温度と冷却水との間の平均温度差Δtm(K)を求めよ。
特に説明はいらないでしょう。
基本式 Φk ＝ K・Ar・Δtm
答え 5.5 (K)
(4) 凝縮温度tk(℃)を求めよ。ただし、冷媒と冷却水との間の平均温度差は、算術平均温度差を用いるものとする。
これも、特に説明はいらないでしょう。
答え 40 (℃)
コメント
ちょ～サービス問題ですね。
訂正箇所履歴
【2018(H30)/09/16 新設】
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