熱交換器の供給熱量などを求めるときに、対数平均温度差を使いますが、同軸型熱交換器の場合は、
d(デルタ)tm=(d(デルタ)T1-d(デルタ)T2)/(ln(d(デルタ)T1/d(デルタ)T2))
では、d(デルタ)T2の温度差がほとんど0になってしまうので求めることができません。どうやって計算すればよいのでしょうか?

A 回答 (1件)

熱交換機の熱伝導体の熱容量から求められるでしょう。

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Q熱交換器について

熱交換器について

熱交換機というものがどういうものかイメージがつかないんですが

どのようなものなのでしょうか?

クーラー、ラジエーターなどで使用されてるようですが中身の機構についてよくわかりません。

温度差のある2流体間で金属等の壁を介して熱の授受を行うような装置だそうですが

これは、熱を移動させてその金属の壁を冷やすあるいは温めるということが目的なのでしょうか?

初歩的な質問ですがよろしくお願いします

Aベストアンサー

熱交換というのは2種の流体間において、熱だけを交換(高温の流体から低温の流体に熱だけを与える)するという意味で、通常は質量交換(流体同士が混じりあう)を伴わないことにしています。このような要請を実現するためには高温の流体と低温の流体の間に隔壁を設けて両者を流すことです。高温の流体は流動に伴って温度が下がり、低温の流体は温度が上がります。

>これは熱を移動させてその金属の壁を冷やすあるいは温めるということが目的なのでしょうか?
違います。金属は冷えたり温まったりしますがそれが目的ではありません。流体間で熱だけを移動させるのが目的です。

隔壁の形状は目的によって様々です。いろんな熱交換機を実際に見て確認してください。
発電に使われる大型の熱交換器は大きな容器の中に数千本の細い(直径20mmぐらい)管が入っていて、高温流体がこの管の中を流れ、低温流体は管の外を流れます。このような管を熱交換器の伝熱管と呼びます。原子力発電所(加圧水型)の蒸気発生器、タービンを出た後、蒸気を水に戻すための復水器等、多種多様な熱交換機が使われています。

Q熱交換器-対数平均温度差

並列式熱交換器において 高温流体が当初、入り口温度Th1のものが出口温度Th2の下がり、低温流体が入り口温度Tc1が出口温度Tc2に上昇するものとする。ここで 総括熱伝達係数U 伝熱面積A 対数平均温度差ΔTmとすると この熱交換器の交換熱流量Q=UAΔTmで表される。
ここでΔT1=Th1-Tc1 ΔT2=Th2-Tc2 とすると
対数平均温度差ΔTm=(ΔT1-ΔT2)/IN(ΔT1/ΔT2)となる。
--------------------------------------------------------------

この文章を読んでいて対数平均温度差というものの意味が具体的にわからないのと 対数平均温度差を求める式の中にINという字があり、
この意味がわかりません。本当に申し訳ないのですが
ご教授願いたいと思います。

Aベストアンサー

対数平均温度差については、
ΔT=(ΔT1-ΔT2)÷IN(ΔT1/ΔT2)で
定義される温度差ΔTを対数平均温度差という。
LNは、自然対数のことと思います

Q業務用空調(床置きパッケージ)室外機の熱交換器が汚れています。前の業者

業務用空調(床置きパッケージ)室外機の熱交換器が汚れています。前の業者は空調運転を停止しないと洗浄できないといってましてその様にしたのですが本当に必要なのでしょうか?

その理由としては、冷媒配管に水がかかることによって温度変化により配管内に?悪影響があるとの事だったと思います。

運転停止しなくてはならない理由が他にもあればもう少し知りたいです。また、配管に悪影響というのを詳しく分かれば教えてください。

運転停止しなくても良い理由。あるいは運転停止しないで洗浄する場合の注意事項とかありましたら教えてください。

そもそも室外機なのだから、色々な環境を想定して設計されているはずですし、基本的にはフィンの部分の汚れを洗い流すのだから、運転を停止する必要は無いのではないかと個人的には思っています。。。

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

生産機器などの冷却目的でなければ
そのような事はありません
運転したまま洗浄できない事はありません
配管の悪影響? ナニ言ってるんだろ? ってな感じです


しかし 清掃中とめると何か問題があるのですか?

きちんと洗浄しようとするならば
停止してトップパネルをあけて
熱交換器を両面から洗う必要があります
この時点で運転中は無理ですね
高圧異常になるし 洗浄用の機器がプロペラに接触して破損する恐れがあります

Q冷凍機 「冷凍能力」と「熱交換器の温度差」の関係

冷凍機 「冷凍能力」と「熱交換器の温度差」の関係

現在冷凍機について勉強中で、文献を読む中で冷凍能力(Cooling Power)と、高温側の熱交換器と低温側の熱交換器との温度差(Temperature Span)との相関について述べられていました。
温度差が大きいとき冷凍能力は小さくなり、逆に温度差が小さいときには冷凍能力が大きくなるようです。
この部分がよく理解できません。どおなたか詳しい方がおられたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 高温側の熱交換器の事を(冷媒を凝縮させる装置である事から)凝縮器、低温温側の熱交換器の事を(冷媒を蒸発させる装置である事から)蒸発器と呼びます。
 凝縮器の温度が高く、蒸発器の温度が低い程、温度差は大きくなります。
 そして、凝縮器の温度が高い程、冷媒の膨張前温度は高くなり、蒸発器の温度が低い程、冷媒の蒸発器出口温度は低くなります。
 モリエル線図(p-h線図)に冷凍サイクルを描く時の事を考えてみて下さい。
 膨張弁やキャピラリー(毛細管)による膨張は自由膨張に近いため、エンタルピー変化は無いものと見做しますから、冷凍サイクル中の膨張行程を表す線は、垂直の直線になります。
 膨張行程は極めて短時間の内に行われますから、膨張行程が行われている間に、冷媒と外部との間で熱が移動する時間が無いため、膨張行程中には熱の出入りは無いものと見做せますし、液体は、熱の出入りが無ければ、圧力が変化しても温度やエンタルピーは変わりませんから、冷凍サイクル中の膨張行程を表す線は、飽和液線上の膨張前温度を表す点(等温線と飽和液線の交点)を通ります。
 圧力が高い程、冷媒が蒸発する温度は高くなりますから、飽和液線上の温度は圧力が高い程高くなり、飽和液線は右上がりに傾いていますから、膨張前温度が高い程、膨張行程におけるエンタルピーは大きくなります。
 一方、蒸発器内の圧力は、蒸発器内の何処でも殆ど同じですから、冷凍サイクル中の蒸発行程を表す線は、水平の直線になります。
 冷凍機の圧縮機(コンプレッサー)が液体を吸い込むと、圧縮機が損傷してしまいますから、蒸発器出口において冷媒は完全に気化していなければなりません。
 そのため、蒸発行程のラインの右端は、必ず乾き飽和蒸気線よりも右側の、乾き蒸気の領域に突き出ていなければなりません。(乾き飽和蒸気線よりも左側の状態では液相が含まれている)
 気体は、臨界圧力よりも充分に低い圧力の下では、その振る舞いが理想気体に近くなり、理想気体のエンタルピーは圧力に関わらず、温度にのみに比例しますから、蒸発器出口温度が低い程、冷媒のエンタルピーも小さくなります。
 凝縮器出口における冷媒温度を高くすると、膨張前温度も高くなって、膨張行程におけるエンタルピーが大きくなり、その一方で蒸発器出口温度を低くすると、蒸発器出口におけるエンタルピーが小さくなるのですから、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくする程、蒸発行程を表すラインの長さは短くなります。
 蒸発行程を表すラインの両端におけるエンタルピーの差は、即ち単位質量の冷媒が蒸発器内で吸収する熱エネルギーの量の事ですから、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくする程、単位質量の冷媒が蒸発器内で吸収する熱量は少なくなります。
 単位質量の冷媒が吸収する熱量が少なくても、循環する冷媒の量が多ければ、冷凍能力を大きくする事は可能な様に思えるかも知れません。
 この場合は冷凍機が消費する電力が一定の場合を考えている訳ですから、圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事が少なくて済む程、より多くの冷媒を循環させる事が出来ます。
 圧縮行程は断熱過程であるため、等エントロピー曲線に沿って、左下から右上がりに進みます。
 圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事は、圧縮行程を表すラインの両端におけるエンタルピーの差になりますから、圧縮機が単位質量の冷媒に対して行う仕事を少なくするためには、凝縮器内の圧力を低くすると良い事になります。
 しかし、圧力を低くし過ぎて、凝縮器内の圧力に等しい圧力下における冷媒の蒸発温度が、凝縮器内の温度よりも低くなってしまいますと、冷媒は液化せず、蒸発潜熱を利用する事が出来なくなります。
 凝縮器の温度をあまり下げる事は出来ませんから、結局、冷媒の循環量をあまり増やす事は出来ません。
 結果、凝縮器と蒸発器の温度差を大きくすると、冷媒が吸収する熱量が少なくなる事による影響が上回り、冷凍能力が小さくなります。
 逆に、凝縮器と蒸発器の温度差を小さくすると、冷凍能力が大きくなります。

 高温側の熱交換器の事を(冷媒を凝縮させる装置である事から)凝縮器、低温温側の熱交換器の事を(冷媒を蒸発させる装置である事から)蒸発器と呼びます。
 凝縮器の温度が高く、蒸発器の温度が低い程、温度差は大きくなります。
 そして、凝縮器の温度が高い程、冷媒の膨張前温度は高くなり、蒸発器の温度が低い程、冷媒の蒸発器出口温度は低くなります。
 モリエル線図(p-h線図)に冷凍サイクルを描く時の事を考えてみて下さい。
 膨張弁やキャピラリー(毛細管)による膨張は自由膨張に近いため、エ...続きを読む

Q食品における熱交換器の使用について

食品業界において、殺菌する際に熱交換器を使用されているそうですが、他の用途で熱交換器を食品に使用することはあるのでしょうか?
また、どういった熱交換器が使用されるのでしょうか?

Aベストアンサー

温水や蒸気、冷水を作る場合も熱交換器を使用します。
また、冷房や暖房も熱交換によって行われております。
食品工場や色々な工場で使用されている方法ですが、
ボイラーや冷凍機から直接温・冷熱を使ってしまうと
効率が悪くなるため、熱交換器を反して蒸気や温水、
冷水が作られます。
熱交換器には、プレート式とシェルアンドチューブ式
などが多く使われております。
大きい工場やビルなどでは、給湯器も熱交換器を使って
温水や冷水を作って供給しています。

参考URL:http://www.google.co.jp/search?sourceid=navclient&ie=UTF-8&oe=UTF-8&q=%E7%86%B1%E4%BA%A4%E6%8F%9B%E5%99%A8

Q物理Iです。吸収熱の⊿Tは後の温度ー最初の温度で、

放出熱の⊿Tは最初の温度ー後の温度で求めなければならないのでしょうか?


ご回答宜しくお願いします。

Aベストアンサー

基本的に⊿Tと書けば後の温度-最初の温度のことです。
たとえば、定圧過程で比熱Cpが一定の場合、放出する熱量Qは
Q=-Cp*⊿T
となります。Cp*⊿Tが吸収する熱量を意味しますので全体で符号を逆にします。

⊿Tの符号をそのつど変えて理解するのは危険です。必ず後-前としてください。そうしないと別の領域で間違える危険性が高まります。今回の場合では⊿Tの符号ではなく、式全体の符号を変えることで吸収と放熱の違いを表現すべきでしょう。

Qシェルアンドチューブ式熱交換器について教えて下さい。 シェルだけを調べるとIT用語で外側という様な意

シェルアンドチューブ式熱交換器について教えて下さい。
シェルだけを調べるとIT用語で外側という様な意味らしいのですが、シェルアンドチューブのシェルの意味も同じなのでしょうか?
また、シェルとは熱交換器でいうと、
チューブの外側(銅管)の部分なのか、
チューブの外側の液体(冷媒)なのか、
熱交換器の外側(本体の鋼)の部分なのか、
どの部分をシェルというのでしょうか?
教えて下さい。

Aベストアンサー

「シェル」は「貝殻」ですね。(「シェル石油」という石油会社のガソリンスタンドのマークを思い出してみてください)
http://www.showa-shell.co.jp/
「外側の硬い殻」「外側の囲い」というような意味でしょう。

 「シェル・アンド・チューブ」は、「胴体(シェル)の中に、多数の伝熱管(チューブ)を配置した熱交換器」の一般的な呼び名です。
 プールや海水、空中などの「開放空間に伝熱管を通す」タイプや、仕切り版などで伝熱するタイプ(プレート・タイプ)、伝熱の接触面積を大きくする「フィン・タイプ」、放熱管をファンで冷却する「ラジエータ・タイプ」などと区別してそう呼んでいるのだと思いますよ。

 従って、「シェル」とは
「熱交換器の外側(本体の鋼)の部分」
ということです。

Q熱交換器の熱量と比熱の求め方

空気予熱器についていくつか質問があります。
①空気の流量10000m3N/h、空気温度が20℃から100℃まで上昇、排ガス温度が300℃から200℃まで減少するとして、あと何が分かれば交換熱量が分かりますか?
(mcΔTの式は使えないのですか?)
②空気の比熱は、0.24[kcal/kg ℃]と書いてありました。この比熱って温度によって変化しないのですか?

Aベストアンサー

空気の比熱は、温度によって、若干変化します。
0℃から100℃で、約0.24kcal/kg・Kとして良いでしょう。
200℃から300℃で、約0.25kcal/kg・K程度です。
差は、約4%です。
流量を重量流量になおすと、0℃の空気の密度を1.251kg/m3として、10000m3/h→12510kg/hとなります。
空気側の加熱量=12510×0.24×(100-20)=240192kcal/h
これが、交換熱量になります。
排ガスの重量流量=240192/(0.25×(300-200))≒9608kg/hとなります。

Q熱交換器の腐食対策

熱交換器については全くの素人ながら熱交換器の腐食対策を行うことになりました。
そこでいくつか質問があります。
条件としては
用途:空気予熱器
流体:空気-空気
構造:静止型熱交換器

①最低鉄皮温度と実際の鉄皮温度を計算で求めることは出来ますか?実際の鉄皮温度は推定でも構いません。
②ガス・空気の出入口温度、ガス・空気の流量、伝熱面積が分かっている状況で、この熱交換器の交換熱量は計算できますか?
③熱量、伝熱面積、各部温度が分かれば熱通過率が求められると思うのですが、そもそも熱通過率ってどういった値なのでしょう。高い方が良い低い方が良いとかあるんですか?

答えられる質問だけで構いません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

素人が手を出すものではない。

Q熱気球でρ=(T./T)ρ.の求め方について

気球の下の部分には穴があって、気球内の空気圧は常に外気と等しい圧力に保つようになっている
気球の内部にはヒーターがあり、気球内の温度を調節することができる
今地表での外気の温度をT.、圧力をP.、そのときの空気の密度をρ.とする。気球の球体部分の容積は常にVとなる、また空気は理想気体とする。

いま、気球を地面に止めておいて、気球内の空気の温度をT.からTに上昇させる。この時の密度ρをもとめよ

解答は
一般に質量m、体積Vの空気の密度ρはρ=m/VとなるのでV=m/ρと表される
質量mの気体についてのボイルシャルルの法則P.V./T.=PV/Tに
V.=m/ρ.、V=m/ρを代入すると

P./ρ.T.=P/ρTとなる
空気の温度を変化させても、気球内の圧力はP.のままなので
P./ρ.T.=P./ρTより
ρ=(T./T)ρ.

となると在るのですがV.=m/ρ.、V=m/ρとして解いておりますが
気球の球体部分の容積は常にVとなるからVは変化しないし、また質量mも温度が上がっても圧力が上がっても変化しないのでρ=ρ.となるとおもったんですが

V.=m/ρ.、V=m/ρとして解いてよい理由を教えてください、できれば詳しくおねがいします

気球の下の部分には穴があって、気球内の空気圧は常に外気と等しい圧力に保つようになっている
気球の内部にはヒーターがあり、気球内の温度を調節することができる
今地表での外気の温度をT.、圧力をP.、そのときの空気の密度をρ.とする。気球の球体部分の容積は常にVとなる、また空気は理想気体とする。

いま、気球を地面に止めておいて、気球内の空気の温度をT.からTに上昇させる。この時の密度ρをもとめよ

解答は
一般に質量m、体積Vの空気の密度ρはρ=m/VとなるのでV=m/ρと表される
質量mの...続きを読む

Aベストアンサー

V - V. の部分は,気球からはみだして外に出ていくと考えるわけです。
熱膨張により当然密度は減少します(V > V.だからρ<ρ.)。それによる気球全体の質量減少が気球を浮力によって浮かす要因となります。


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