問題 15

次の各文章の【1】～【10】の中に入れるべき最も適切な字句をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。なお、【5】は3箇所あるが、同じ記号が入る。 また、【A ab】～【C a.b】に当てはまる数値を計算し、その結果を答えよ。ただし、解答は解答すべき数値の最小位の一つ下の位で四捨五入すること。(配点計40点) (1) 工場の設備の機能維持や温度制御等において、様々な形で加熱あるいは冷却のための伝熱操作が行われている。熱交換器は伝熱操作を行うための装置である。一般的に熱媒体相互への混入を避けるため、熱媒体の間に【 1 】を持つ熱交換器が用いられる。 温水による加熱操作の場合、加熱側の伝熱面は主に【 2 】によって熱が移動する。 蒸気による加熱操作の場合、加熱側の伝熱面は主に【 3 】によって熱が移動し、伝熱面の温度が均一で大量の熱を被加熱側に供給できる。

(2) 開放型冷却塔(クーリングタワー)の熱媒体である冷却水と大気との熱交換について考える。 1) 開放型冷却塔では、塔内を落下する冷却水の【 4 】による熱交換が支配的である。したがって、冷却能力及び冷却水温度に大きく影響するのは外気の【 5 】であり、理論的には冷却水の下限温度は【 5 】と等しくなる。 外気の【 5 】が低いときは、冷却塔ファンの【 6 】などを行っても冷却水温度を設定温度に維持することができ、省エネルギー対策の一つとして考えられる。

2) 開放型冷却系の冷却水は、冷却対象設備の熱交換器との間で循環使用され、大気に開放して冷却されるため、そのまま使い続けると水質が劣化して伝熱性能が低下する。たとえば、冷却水に溶解している塩類等は、循環使用されることで次第に【 7 】され、冷却対象設備の熱交換器伝熱面への塩類の付着等により伝熱性能が低下してしまう。 したがって、冷却系の伝熱性能を維持管理するためには、冷却水の適正水質の維持に必要となる水質管理項目について管理の基準値を設定することが重要となる。 水質管理項目としては、腐食防止のためには塩類の濃度など、スケール生成防止のためには全硬度など、腐食防止及びスケール生成防止のためには【 8 】や【 9 】などがあり、基準値を超えないように冷却水の【 10 】などが行われる。また、管理の基準値に従って防食剤、スケール防止剤等による薬剤管理を行うことも必要になる。