普考申論題
105年
[化學工程] 化工機械概要
第 五 題
五、有一厚管壁的膠管，內直徑 10 mm，外直徑 40 mm，其導熱係數為 0.151 W/m-K，擬暫時用來當冷卻水槽的冷卻管。冷卻管中快速通入冰水，讓管內溫度維持在 2℃，管外表面溫度維持在 25℃。假若總共有 16 W 的熱量需要藉由冷卻移走，請計算需要使用多少長度的冷卻管？（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為經典的化工設備熱傳計算題，測驗對厚壁圓柱體徑向熱傳導的理解。看到圓管熱傳，應立即聯想到使用圓柱座標下的傅立葉熱傳定律（Fourier's Law），藉由熱量、溫差、導熱係數及內外徑對數比值，代入公式即可逆推求出所需的冷卻管長度。