熱力学

【熱力学】冷却水量を簡単に計算する方法は?

工場やプラントでは排水処理の関係で、高温排水にわざわざ水を投入して冷却しないといけないことってありますよね。

今回は、高温水に水を混ぜて冷やすときに必要な冷却水量の計算方法について解説したいと思います。

冷却水量の計算方法

例えば80℃の水1000kgを40℃に冷やすために20℃の水がどの程度必要か考えてみましょう。20℃の水の量をXとすると40℃に冷却されるときには次のような式が成り立ちます。

$$\frac{80℃×1000kg+20℃×xkg}{1000kg+xkg}=40℃$$

この式を解けばXを計算することが出来ます。今回の場合ではX=2000kgだとわかります。つまり、80℃の水を40℃まで冷却するためには2000kgもの水が必要です。冷却水代が勿体ないですね。

冷却水量を比で計算する

冷却水量を計算するのにもっと簡単な計算方法があります。

それは目的の温度と高温水、冷水との温度差を計算して比にしたものを活用する方法です。例えば、高温水80℃と目標温度40℃との差は40℃。冷水20℃と目標温度40℃との差は20℃になります。

これを比に表すと40:20=2:1になります。冷却水量はこの逆比になるので冷却水量は高温水量のちょうど二倍ということになります。

当然、上の方程式の答えと同じものになります。

まとめ

いかがだったでしょうか?

今回は冷却水を直接投入して高温水を冷ますために必要な量を計算しました。お互い水同士あれば非常にシンプルな計算なので、ぜひ比を用いた方法をマスターして一瞬で計算できるようにしましょう!

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エコおじい

プラントエンジニアです。工業技術をどこよりも分かりやすく解説するをテーマに2017年から情報発信をしています。最近、Youtubeも始めました。応援していただけるという方は更新情報などを発信するので、Twitterのフォローお願いします。

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