問 題
伝熱に関する次の記述の㋐、㋑に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。
「図Ⅰのような向流二重管式熱交換器を用いて高温の薬液を冷却することを考える。ただし、熱交換器の内管と外管を流れる液体の重量流量［kg/s］は等しく、冷却液の比熱容量［J/(kg・K) ]は薬液のものより大きいとする。
この熱交換器により薬液から冷却液に移動する熱量 Q は、定常状態において Q = UAΔT と表すことができる。ここで U は総括伝熱係数、A は伝熱面積、ΔTは次式
で与えられる温度のパラメーターである。
また、位置 X から位置 Y における薬液及び冷却液の温度分布を表しているのは、図 ㋑ である。」
正解 (1)
解 説
熱交換器の温度差を考える時は、場所ごとの温度差が異なるため「全体の伝熱量が等しくなるような等価な温度差」である対数平均温度差 を用いて様々な計算を行います。従って、㋐は log が含まれます。正解は 1~3 です。
平行か向流かによる温度変化の概略については基本知識となります。以下のようになります。
従って、㋑ は図Ⅱです。
以上より、正解は 1 です。
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