蒸気圧力1.0MPa、給水温度24℃、発生蒸気の湿り度0.05で、蒸発量1t/hのボイラーの換算蒸発量の値に最も近いものは、次のうちどれか。
ただし、絶対圧力1.1MPaの飽和水の比エンタルピは781kJ/kg、蒸発熱は2,000kJ/kgとする。
正答3
解説
正解は3です。
実際の蒸発量を、基準状態の蒸発量に換算する換算蒸発量の計算問題です。
換算蒸発量は、実際に蒸気を発生させるのに要した熱量を、100℃の水の蒸発熱2,257kJ/kgで割って求めます。
【計算】
換算蒸発量 Ge ＝ G ×（h₂ − h₁）÷ 2,257 です。
蒸気圧力1.0MPaはゲージ圧力なので、絶対圧力1.1MPaの値を使います。
湿り度0.05なので、発生蒸気の乾き度は 1 − 0.05 ＝ 0.95 です。
発生蒸気の比エンタルピは h₂ ＝ 781 ＋ 0.95 × 2,000 ＝ 2,681kJ/kg です。
給水の比エンタルピは、水の比熱を約4.19kJ/(kg·K)として h₁ ＝ 4.19 × 24 ≒ 100kJ/kg です。
G ＝ 1t/h を代入すると、Ge ＝ 1 ×（2,681 − 100）÷ 2,257 です。
Ge ＝ 2,581 ÷ 2,257 ≒ 1.14t/h となります。
【選択肢別解説】
1：× 0.43t/hは計算結果の半分以下で、かけ離れた値です。
2：× 0.93t/hは計算結果より小さく、最も近い値ではありません。
3：○ 計算結果の約1.14t/hに最も近い値です。
4：× 1.19t/hは、湿り度を考慮しないか、給水の比エンタルピを差し引かなかった場合の値です。
5：× 1.23t/hは、湿り度も給水の比エンタルピも考慮しなかった場合の値です。
【ポイント】
湿り蒸気の比エンタルピは「飽和水の比エンタルピ＋乾き度×蒸発熱」で求めます。
給水の比エンタルピは「給水温度×約4.19」で求め、必ず差し引くことを忘れないようにしましょう。