1種冷凍学識計算攻略-問3:水冷シェルアンドチューブ凝縮器を攻略をしよう!

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まずは、水冷シェルアンドチューブ凝縮器(ローフィンチューブ)を解いてみましょう。

 平成17年度講習検定試験で出題された問題です検定試験は、水冷と空冷の凝縮器の問題が多く出題されています。もちろん、11月試験でも出題されています。

 この問題は、凝縮負荷Φk、熱通過率K、凝縮温度tkと、まんべんなく知識を求められる、とてもおいしい?問題です。さぁ、じっくり解いてみましょう。

第一種冷凍機械責任者試験 平成17年度 問3(検定試験)

問3 冷却管にローフィンチューブを用いた下記の仕様と運転条件の水冷シェルアンドチューブ凝縮器がある。

平成17年度 問3 ローフィンチューブのシェルアンドチューブ水冷凝縮器仕様と運転条件

このとき、次の(1)、(2)および(3)について、それぞれ解答用紙に計算式を示して答えよ。 (20点)

 (1) 凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。

 (2) 冷却管の外表面基準熱通過率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に算術平均温度差を用いて、凝縮温度tk(℃)を求めよ。

(1) 凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。

 凝縮負荷Φkはサービス問題!?冷却水量と温度差といえばこの式です。

凝縮負荷Φk計算式

       答え Φk = 63.1 (kW)

(2) 冷却管の外表面基準熱通過率K〔kW・(m^2・K)〕を求めよ。

前ページのローフィンチューブの外表面積基準の熱通過率Kの式を見てください。ノートに図と与えられた数値を書いて、ガンガン問題を解いて、ドンドン式を記憶しちゃいましょう。

ローフィン概略図 熱通過率計算式

       答え K = 0.759 〔kW・(m^2・K)〕

(3) 凝縮温度と冷却水との間の平均温度差に算術平均温度差を用いて、凝縮温度tk(℃)を求めよ。

 まずは基本式。たいがいこの式から、まず、面積Aや、算術平均温度差Δtmを求めることが多いですね。

  Φk = K・A・Δtm

 じゃ、変形して

Φk計算式

そして凝縮温度tkが含まれる式は、これ。

凝縮温度tkが含まれる式

変形して、数値代入、一気に行きましょう。

Δtk計算式

       答え tk = 39.5 (℃)

めでたし、めでたし。 本番では、もっと簡略化して記述してください。

訂正箇所履歴

【2016/10/22 新設】

  • 計算式がスマホなどで崩れるため、自動で大きさが変化する画像にした。解説文等も見直し。(2017/04/08)

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