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 二重管式熱交換器

(「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.

 

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  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= D=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。