(「基礎 化学製図」4.4熱交換器)
80℃の温水(温泉水)を使って,約15℃の水道水をシャワーに使える温度 42℃まで加熱する二重管式熱交換器を設計製図する.
流れは向流とし、両流体の流量および温度,物性値は以下のようである.伝熱管は両管とも配管用炭素鋼鋼管(SPG)を使用し,外管は11/4B,内管は3/4 Bを用いる.下記に従い伝熱面の全長を求め,これを4本の二重管式熱交換器で構成する.
外管側流体:温水 | 内管側流体:水道水 | |
入口温度[℃] | T1=80+ (学籍番号下1桁) | t1=15-(学籍番号下2桁目) |
出口温度[℃] | T2 | t2= 42 |
流量[kg/s] | W = 0.2 | w = 0.1 |
熱容量 [J/kg・K] | C=4190 | c=4190 |
熱伝導率 k [J/m・s・k] | 0.665 | 0.632 |
粘度 μ [Pa・s] | 4.06×10-4 | 6.56×10-4 |
密度 ρ [kg/m3] | 978 | 992 |
管径 | 外管外径=0.0427m 外管内径=D2=0.0357m |
内管外径= D1=0.0272m 内管内径=D =0.0216m |
汚れ係数 | Ro=0.000172m2・s・K/J | Ri=0.000172m2・s・K/J |
以下の手順で設計計算したものを設計レポートとする.各数値の単位も明記せよ。