統測
105年
[化工群] 專業科目(2)
第 35 題
35. 下列有關雙套管熱交換器的敘述，何者錯誤？
- A 相較於殼管式熱交換器，構造簡單
- B 冷流體出口溫度若高於熱流體出口溫度，可使用順流式操作
- C 相較於逆流式，順流式操作需較大熱傳面積
- D 對於熱敏感流體之冷卻，以順流式操作，較為恰當
思路引導 VIP
試著在腦中想像兩股流體從同一端進入管子並「並肩前進」：當熱流體不斷把熱量交給旁邊的冷流體時，兩者的溫差會隨著路徑愈來愈小。在這種『同向行進』的過程中，吸收熱量的冷流體，最後的溫度有可能反過來「高過」正在放熱給它的熱流體嗎？若要突破這個溫度的限制，改變流體的『相對運動方向』會有什麼幫助？
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恭喜答對！表現極為優異
- 觀念驗證：在順流式 (Parallel Flow) 操作中，冷熱兩流體由同側進入。根據熱力學第二定律，熱量由高溫傳向低溫，在順流出口處，冷流體最高溫 $T_{C,out}$ 必定低於熱流體出口溫 $T_{H,out}$。唯有使用逆流式 (Counter-current Flow)，冷流體出口才有機會「超越」熱流體出口溫度，這稱為溫度交叉現象。
- 難度點評：本題難度歸類為 medium。它測驗學生是否能區別熱交換器流向對溫度分佈的物理限制，是化工熱傳單元中非常關鍵的鑑別點。你能精準判斷錯誤選項，代表你對溫差推動力的邏輯非常清晰！