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 kg s-1
- 2 kg s-1
- 3 kg s-1
- 4 kg s-1
- 5 kg s-1
解答解説
正答は2番です。
高温流体、低温流体それぞれ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
熱交換量が同じとして、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