2012 熱交換器・熱回収装置

5問 • 2年前

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各種プラントなどで、加熱、冷却、蒸発、凝縮などの伝熱操作に多く使われている熱交換器としてシェフアンドチューブがある。この熱交換器の形式は、伝熱管の形状や、管と管板の取付け方法などにより次のように分類されている。 ①固定管板式管板を胴の( 1 )に固定する最も簡単な形式 ②U字管式管板が( 2 )にあり、伝熱管がU字形になっている形式 ③( 3 ) 直管の伝熱管を両端の管板で支え、片方の管板を固定しない形式

両端, 片側, 遊動頭式

熱交換器は高温媒体と低温媒体間の熱の授受を行う装置であり、大別すると、二つの　媒体の混合を避けることのできる( 1 )式熱交換器と、両媒体が混合あるいは接触する( 2 )式熱交換器がある。

隔壁, 直接接触

特殊な熱交換器である( 1 )式の熱交換器は、その熱移動に次のような特徴がある。まず、密閉された管の中に封入された熱媒体が、管の一端の高温流体との熱交換部において、高温流体から熱を得て( 2 )し、他端の低温流体との熱交換器部に移動する。ここで、熱媒体は冷却されて( 3 )し、低温流体に熱を与える。その後、熱媒体はウィックを通して毛細管現象により、外部からの動力なしで高温流体との熱交換部に移動する。このように、密閉管内の熱媒体が管内を循環することにより、高温流体から低温流体に熱移動が生じる。

ヒートパイプ, 蒸発, 凝縮

加熱装置の熱源として温水を用いる場合と比べて、飽和水蒸気を用いる場合の特徴は、一般的に次のようなことが挙げられる。 ① 飽和水蒸気は( 1 )熱が極めて大きく、かつ( 2 )率も大きいことから、伝熱面積を( 3 )できる。 ② 飽和水蒸気の( 4 )を変えることにより、加熱温度を容易に調整することができる。 ③ 加熱面全体を( 5 )加熱できる。ただし、伝熱性能を維持するために、( 6 )の混入や不純物の混入を防止するための日常管理を行う必要がある。

潜, 凝縮熱伝達, 小さく, 圧力, 均一な温度で, 不凝縮ガス

エネルギー効率は、理論的に交換可能な最大熱量に対して実際に交換された熱量の割合を示すものである。ここで、高温側流体の入口温度をTₕ₁、出口温度をTₕ₂、低温側流体の入口温度をTᴄ₁、出口温度をTᴄ₂、高温側の熱容量流量(質量流量×比熱)をCₕ、低温側の熱容量流量をCᴄで表し、熱容量流量の大きさがCₕ>Cᴄであるとき、理論的に交換可能な最大熱量は、( 1 )となる。したがって、エネルギー効率ηは、η=( 2 )と表される。

イ, カ

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