エネルギー管理士熱分野
条件を読む・根拠を説明する
異なる比熱の混合
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。
断熱混合器で流体Aは1kg/s・比熱2kJ/(kgK)・80℃、Bは2kg/s・比熱1kJ/(kgK)・20℃。相変化・反応なし、比熱一定。出口温度は。
答え・解き方を読む
50℃
図で見る
二つの流れの合流
図を拡大して見る ↗高温側1kg/s×2kJ/(kg·K)と低温側2kg/s×1kJ/(kg·K)は、ともに2kW/K。失う熱と受け取る熱が等しく、混合温度50℃。
相変化・熱損失なしで比熱一定の設問。質量流量だけの単純平均ではありません。
考える順序
- 1各熱容量流量はともに2kW/K
- 2温度は熱容量流量で重み付け
- 3同じ重みの平均(80+20)/2=50
選択肢ごとの理由
- 比較 · 60℃
熱容量流量の比は等しい条件です。
- 比較 · 100℃
外部加熱なしで両入口温度を超えません。
- 正解 · 50℃
各熱容量流量はともに2kW/K。温度は熱容量流量で重み付け。同じ重みの平均(80+20)/2=50。
- 比較 · 40℃
質量流量だけで重み付けすると比熱差を落とします。