熱交換器の熱交換面積の余裕が壁温に与える影響
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最近、熱交換器の課題設計を行いました。そこに1.1～1.2倍に拡大する部分があり、これは熱交換面積を元の1.1～1.2倍に広げるというものです。熱交換面積f0はQ0/(K*tm)で表されます。先生は、拡大後の総熱交換量Q0がいくらになるのか、新しい値のQ11=1.1～1.2Q0を満たしているかどうかを知りたがっています。先生の考えでは、Kは変わらず、温水の入口温度t1も冷水の入口温度t2も変わらず、流量も変わらないため、Q0も当初は変わらないものとします。熱交換面積を拡大すると有効平均温度差tmが変わり、反復計算によって冷水と温水の出口温度を求め、最終的に総熱交換量が要件を満たしているかを計算できるという。私の問題は、この1.1倍に拡大した値を使って2つの新しい出口温度をどう計算すればいいのか分からないことです。先生は反復計算が必要だと言いますが、その関係式が見つかりません。皆さん、助けてください{:1_90:}
この投稿は、2018年1月13日23時41分にadog8207によって最終的に編集されました。熱交換器の設計では、面積の余裕が考慮されます。実際の運用においても、余剰な熱交換面積があるため、実際の熱負荷は依然としてQ=KS△tを満たし、その結果△tが小さくなり、熱負荷は設計値よりもやや高くなる。 熱交換器の実際の熱交換負荷を算出する際には反復計算が必要で、次のように計算できる。既知の条件：冷媒および熱媒の流量は変わらず、入口温度（T1、t1）も変わらない。また、熱伝達係数も変わらないと仮定し、熱交換面積は選定後の実際の面積とする。1）冷媒および熱媒の流量は変わらず、入口温度（T1、t1）も変わらず、熱伝達係数も変わらないと仮定する； 2）これまでの設計計算をもとに、冷却側（または加熱側）の出口温度を仮定し、熱交換器の熱負荷を算出した上で、熱収支計算によってもう一方の側の出口温度を求める； 3）冷媒・熱媒の入口・出口温度から伝熱温度差△tを算出する； 4）Q=KS△tによって熱負荷を計算する。ここでの熱交換面積は、選定後の実際の面積である（あなたの計算では、熱交換面積が元の1.1～1.2倍に拡大される）。5）2回の計算で得られた熱負荷が同じかどうかを比較する（許容範囲内であれば問題ない）。もし異なる場合は、冷却側（または加熱側）の出口温度を再設定し、熱負荷が同じになるまで3～5の手順を繰り返す。
質問です：カーボン5軽炭化水素蒸留塔の凝縮器において、管側の冷却水を多管式に設計することは可能でしょうか？