伝熱
冷却水・蒸気・熱媒油の必要量
熱量 Q から、冷却水・加熱蒸気・熱媒油の必要流量を逆算します。
入力
%
°C
°C
入力すると m³/h と L/min も表示します。
蒸気圧力に応じた凝縮潜熱を入力してください。プリセットの圧力は絶対圧(MPaA)です。ゲージ圧(MPaG)で運転値を扱う場合は +0.1 MPa して選んでください。
計算結果
入力値を入れて「計算する」を押してください
計算式
顕熱で受け持つユーティリティは比熱と温度差から、凝縮蒸気は潜熱から必要量を逆算します。
$$ \dot{m} = \frac{Q}{C_p \Delta T}, \qquad \dot{m}_{steam} = \frac{Q}{\lambda} $$
- $Q$:熱量[kW]
- $\dot{m}$:質量流量[kg/s]
- $C_p$:比熱[kJ/(kg K)]
- $\Delta T$:ユーティリティの温度差[K]
- $\lambda$:蒸気潜熱[kJ/kg]
- $\rho$:密度[kg/m³]
- 実機では熱損失、汚れ、制御余裕、季節変動を見込みます。蒸気量は圧力・乾き度・ドレン条件で変わるため、蒸気表や設備条件で確認してください。蒸気潜熱は化学工学便覧にも掲載されています。
適用範囲と注意事項
既知の熱量 $Q$ を、顕熱(冷却水・熱媒油)または凝縮潜熱(蒸気)だけで受け持たせる場合の必要流量です。熱量そのものは別に求めた値を入力します。
- 冷却水・熱媒油:比熱は入口〜出口で一定とし、液体のまま使う条件です。冷却水は昇温(出口>入口)、熱媒油は降温(入口>出口)の向きで入力します。沸騰や蒸発を伴う場合は成り立ちません。
- 蒸気:凝縮潜熱だけを使う計算で、$\dot{m}_{steam} = Q/\lambda$ に過熱度やドレンの顕熱は入っていません。ドレンが飽和温度より下まで冷えて熱を放出する場合は、その分だけ実際の必要量が少なくなります。
- 蒸気圧力のプリセット:絶対圧(MPaA)で、飽和蒸気の凝縮潜熱です。ゲージ圧で運転値を扱うときは約 0.1 MPa を加えて選びます。プリセットにない圧力は、潜熱を直接入力します。
- 温度差の目安:ツールは $\Delta T$ が 1 K 未満のとき警告します。小さい $\Delta T$ では入力の小さな誤差が流量に大きく効くためです。目安として冷却水は 5〜10 K、熱媒油は 10〜30 K です。
- 蒸気潜熱の出典:蒸気潜熱は圧力によって変わります。化学工学便覧などの蒸気表・物性表を参考にしてください。
- 余裕率:入力すると $Q$ に $(1+\text{余裕率})$ を掛けて流量を求めます。100% を超えると警告し、500% を超える値は受け付けません。
- 外れやすい場合:熱損失、汚れ、夏季の冷却水温上昇などは式に含まれず、余裕率で見込む項目です。物性は運転温度での値を入れます。
参考資料
便覧
改訂七版 化学工学便覧
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