moea_joint_essay
102年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 三 題
📖 題組：
六、流體 A 與 B 均為單相，在一個 Single-pass double pipe heat exchanger 做同向流(Cocurrent flow)熱交換。 流體 A：質量流率 ＝ 1.0 kg/s，比熱 ＝ 1500 J/kg · K，進口溫度 T ＝ 375 K 流體 B：質量流率 ＝ 0.3 kg/s，比熱 ＝ 2500 J/kg · K，進口溫度 T ＝ 280 K 已知總熱傳係數(Overall heat transfer coefficient)為 225 W/㎡ · K，換熱面積為 5 ㎡。
六、流體 A 與 B 均為單相，在一個 Single-pass double pipe heat exchanger 做同向流(Cocurrent flow)熱交換。 流體 A：質量流率 ＝ 1.0 kg/s，比熱 ＝ 1500 J/kg · K，進口溫度 T ＝ 375 K 流體 B：質量流率 ＝ 0.3 kg/s，比熱 ＝ 2500 J/kg · K，進口溫度 T ＝ 280 K 已知總熱傳係數(Overall heat transfer coefficient)為 225 W/㎡ · K，換熱面積為 5 ㎡。
求本熱交換器的熱傳率(Heat transfer rate)，流體 A、B的出口溫度及對數平均溫差。（5分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 求出最大可能換熱量 $Q_{max} = C_{min}(T_{A,in} - T_{B,in})$。
- 利用 $\varepsilon$ 求實際熱傳率 $Q = \varepsilon Q_{max}$。
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AI 詳解
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1. 熱傳率 (Heat Transfer Rate, $q$) 最大可能換熱量 $q_{max} = C_{min} (T_{h,in} - T_{c,in}) = 750 \times (375 - 280) = 750 \times 95 = 71250 \text{ W}$ 實際熱傳率 $q = \varepsilon \times q_{max} = 0.5964 \times 71250 = 42493.5 \text{ W} = 42.49 \text{ kW}$
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