平成25年度 問35

向流式二重熱交換器を用いて、85℃の高温流体を質量流量5 kg s^-1の割合で流し、45℃まで冷却したい。35℃の冷却水を用いた場合、冷水の最小所要流量として最も近い値はどれか。
なお、高温流体の比熱は2.09×10³ J kg^-1 K^-1、冷却水の比熱は4.18×10³ J kg^-1 K^-1とする。

1. 1 kg s^-1
2. 2 kg s^-1
3. 3 kg s^-1
4. 4 kg s^-1
5. 5 kg s^-1

解答解説

正答は2番です。

高温流体の熱交換量を計算します。
(85-45) K × 2.09×10³ J kg^-1 K^-1 ×5 kg s^-1＝418×10³ J/s

高温側が与えた熱量が全て低温側に与えられるとして、低温流体の流量を計算します。
(85-35) K × 4.18×10³ J kg^-1 K^-1 ×V kg s^-1＝418×10³ J/s
V＝2 kg s^-1