1種冷凍学識計算講習検定試験攻略-問3:平成18年度

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空冷凝縮器

第一種冷凍機械責任者試験 平成18年度(講習検定試験)

問3 下記の仕様と運転条件の空冷凝縮器がある。

平成18年度1種冷凍講習検定試験問3 空冷凝縮器の運転条件

 このとき、次の(1)から(4)について、それぞれ解答用紙に計算式を示して答えよ。

 ただし、冷却管材および汚れ熱伝導抵抗は無視できるものとし、空気と冷媒の温度差は算術平均温度差を用いて計算せよ。

(20点)

 (1) 空気側伝熱面積を基準とした平均熱通過率K [kW/(m^2・K)]を求めよ。

 (2) 凝縮負荷Φk (kW)を求めよ。

 (3) 冷却風量qva (m^3/s)を求めよ。

 (4) 凝縮負荷が10%減少した時の凝縮温度tk´(℃)を求めよ。ただし、冷却風量、入口空気温度および平均熱通過率は変わらないものとする。

解き方

 与えられた条件と勉強して覚えた公式で上手に導き出しましょう。

仕様と運転条件
  • αa=0.050 kW/(m^2・K)
  • αr=2.3 kW/(m^2・K)
  • A=48 m^2
  • m=20
  • ta1=30 ℃
  • ta2=40 ℃
  • tK=45.8 ℃
  • ρa=1.2 kg/m^3
  • Ca=1.0 kJ/(kg・K)
覚えた公式
  • 空冷Kの公式
  • Φk=K・A・Δtm
  • 空冷Δtmの公式
  • Φk=Ca・qva・ρa(ta2 - ta1)

(1) 空気側伝熱面積を基準とした平均熱通過率K [kW/(m^2・K)]を求めよ。

 特に説明はいらないでしょう。

Kを求める

   答え 0.0348 [kW/(m^2・K)]

(2) 凝縮負荷Φk (kW)を求めよ。

 はい、  Φk=K・A・Δtm で、不明なのはΔtmです。

 ではΔtmから、

Δtmを求める Φkを求める

   答え 18.0 (kW)

(3) 冷却風量qva (m^3/s)を求めよ。

 特に説明はいらないでし。

qvaを求める

   答え 1.5 (m^3/s)

(4) 凝縮負荷が10%減少した時の凝縮温度tk´(℃)を求めよ。ただし、冷却風量、入口空気温度および平均熱通過率は変わらないものとする。

 減少後をΦk'とすると、

Φk' = Φk × 0.9
   = 18.0×0.9
   = 16.2 kW である。


 減少後の出口空気温度をta2'とする。

 設問より、ta1、qva、Kは変化ないので、

 Φk' = Ca・qva・ρa(ta2' - ta1) となる。

 よって、ta2'は、

ta2'を求める

 減少後を、tk'、Δtm'とすると、

tk''を求める

   答え 44.2 (℃)

コメント

 強いて言えば、(4)が頭の体操的かな…。ま、楽勝問題ですね。

訂正箇所履歴

【2018(H30)/09/07 新設】

  • Δtmの答え10.8℃を、10.8 kに変更。(2018/09/15)


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