エネルギー管理士熱分野
条件を読む・根拠を説明する
混合時のエネルギー収支
条件を整理し、答えを選んでから解き方を確認しましょう。
水2kg/s・80℃と水3kg/s・20℃を断熱混合する。比熱一定で同じ、仕事・蒸発・運動エネルギー変化なし。出口温度はどれか。
答え・解き方を読む
44℃
図で見る
二つの流れの熱を合わせる
図を拡大して見る ↗熱損失なしなら高温側が失う熱と低温側が得る熱が等しくなります。同じ比熱なら質量、異なる比熱なら質量×比熱で重み付けし、単純平均とは区別します。
図は問題の関係を整理する模式図です。記号には各問題の数値を当てはめます。寸法・面積・時間の縮尺や、実施工の全条件は表していません。
考える順序
- 1入口熱量と出口熱量を同じ基準温度で比較
- 2出口質量流量は2+3=5kg/s
- 3T=(2×80+3×20)/5=44℃
選択肢ごとの理由
- 比較 · 100℃
入口温度を合計するのではありません。
- 正解 · 44℃
入口熱量と出口熱量を同じ基準温度で比較。出口質量流量は2+3=5kg/s。T=(2×80+3×20)/5=44℃。
- 比較 · 50℃
単純平均50℃は両流量が等しい場合の値です。
- 比較 · 56℃
温水側と冷水側の流量を逆にしています。