機械設計– category –

バルブの保温は、放熱を抑えながら操作と点検を妨げない範囲で計画します。50A・100Aの簡易形状で、裸弁と20mm保温の放熱量、年間費用、回収年数を計算。熱量単価の境界、着脱カバーの保全、水分や腐食の点検も整理します。

熱交換器の代表3形式と、対流・伝導による熱移動を専用図で整理。Q=UAΔTと熱収支の式を単位からつなぎ、U値・LMTD・面積まで数値例を最後まで計算します。流量や汚れで能力が変わる理由、圧力損失、選定資料のまとめ方も解説します。

過熱器は飽和蒸気をさらに加熱し、その圧力の飽和温度を超える過熱蒸気にする熱交換器です。ボイラー内の配置、放射形と対流形、過熱低減器との関係を専用図で整理。絶対圧1MPa・250℃の過熱度と加熱量を計算し、タービン・乾燥の用途、飽和蒸気や一体形発生装置との違いも解説します。

対数平均温度差（LMTD）の意味と式、並流・向流で両端の温度を選ぶ方法を図解。150℃から100℃へ冷却する例題を使い、伝熱量・必要面積・単位換算まで計算します。温度差が等しい場合やゼロ、算術平均の近似、凝縮蒸気、補正係数Fと出口温度が未知のケースも整理します。

減温注水は過熱蒸気に水を噴霧し、蒸発する熱で温度を下げる方法です。伝熱能力の向上と配管温度を抑える目的、飽和温度との関係、温度制御の仕組みを整理。4MPaG・400℃から270℃へ減温する例で、入口固定・出口固定の必要注水量を計算します。

気体燃料の種類と特徴を、天然ガス・LNG・LPG・都市ガスの分類、副生ガスの回収、貯蔵方法から整理。予混合燃焼と拡散燃焼の違い、漏洩時の危険性、メタンの燃焼空気量の計算例、工場で比較する条件を図解します。

熱交換器の最大交換熱量は、熱容量流量の小さい側と入口温度差から求めます。向流と並流で異なる回収限界、出口温度の熱収支、温度交差と局所温度差、有限面積の計算を数値例で整理し、相変化を伴う場合の扱いも説明します。

排ガス量は、燃料の燃焼式から理論空気量を求め、過剰空気を加えて計算します。プロパン1mol・空気比1.4を例に、乾き・湿り排ガス、標準体積と300℃の実体積、燃料流量からダクト流速まで順に計算。組成の基準や酸素濃度の扱いも整理します。

炉筒煙管ボイラーの構造を、炉筒・煙管・水・蒸気の位置から整理。保有水量が多い利点、キャリーオーバー、水質管理、起動時間と効率の比較、保全と選定時の確認点を専用図と計算例で紹介します。

真空になる機器が圧力容器に該当するかを、第一種・第二種・小型・簡易の区分から整理。蒸気ジャケットや加圧工程の扱い、ゲージ圧と絶対圧、外圧でつぶれる座屈、購入時にそろえる仕様と計算例を紹介します。