冷凍2種学識科目の計算問題の解き方２

H27年度冷凍2種の学識の計算問題2問目です。この記事に需要があるのか分かりませんが、私はこの解き方を覚えてから資格試験の計算問題がさらに好きになりました。自己満足ブログと言われても、誰か一人くらいには役に立つかもと思って続けてみます。

問1はこちらです。

冷凍機械責任者試験は、2種から計算問題が入ってきます。しかし、冷凍2種レベルの計算問題なら公式を覚えなくても数遊びで解けてしまいます。実際に管理人は、公式を覚えずに平成27年度の試験を受験してなんとか合格できました。計算問題が冷凍2種の心の...

平成27年度冷凍2種の計算問題
1. 問2
2. 問2の解き方
最後に
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平成27年度冷凍2種の計算問題

問2

アンモニア冷凍装置が、下記の条件で運転されている。このとき、圧縮機のピストン押しのけ量 V ( ${ { m }^{ 3 } }/{ h }$ )、実際の成績係数 (COP)R を求めよ。

ただし、圧縮機の機械的摩擦損失仕事は吐出しガス熱として加わるものとする。また、配管での熱の出入りおよび圧力損失はないものとする。

問2の解き方

成績係数は公式を覚えていれば簡単に解けます。ピストン押しのけ量は少し引っ掛け問題気味ですが、単位さえ意識していれば引っかかりません。

成績係数は簡単なので飛ばして、ピストン押しのけ量だけ単位の計算で解いてみます。

求める圧縮機のピストン押しのけ量の単位は、 ${ { m }^{ 3 } }/{ h }$ です。運転条件に圧縮機の吸込み蒸気の比体積 0.60 ${ { m }^{ 3 } }/{ kg }$ があるのでこの数字を使って求めることになります。

ここで単位だけに注目します。 ${ { m }^{ 3 } }/{ kg }$ から ${ { m }^{ 3 } }/{ h }$ を求めるには、 ${ { m }^{ 3 } }/{ kg }$ に ${ kg }/{ h }$ を掛ければいいと分かります。

この問題で与えられた条件を考えると、冷媒循環量(kg/s)を求めて、その答えから(kg/h)が単位となる値を求めます。

W(ワット)は、 $kg\cdot { m }^{ 2 }/{ s }^{ 3 }$ 、J(ジュール)は、 $kg\cdot { m }^{ 2 }/{ s }^{ 2 }$ なので、J/kgは、 ${ m }^{ 2 }/{ s }^{ 2 }$ です。

kWをkJ/kg で割ると、

$\frac { kg\cdot { m }^{ 2 } }{ { s }^{ 3 } } \div \frac { { m }^{ 2 } }{ { s }^{ 2 } } =\frac { kg\cdot \xout{ m }^{ 2 } }{ \xout{ s }^{ 3 }=s } \times \frac { \xout{ s }^{ 2 } }{ \xout{ m }^{ 2 } } =kg/s$