moea_joint_essay
105年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 二 題
📖 題組：
有一逆流式的套管熱交換器(Heat exchanger)，油欲從 313 K 冷卻至 298 K，以水做為冷媒，水的流量為 0.6 kg/s，進口溫度為 293 K。已知油與水的比熱分別為 1,880 與 4,177 J/kg·K，油流量為 0.4 kg/s。試求：
有一逆流式的套管熱交換器(Heat exchanger)，油欲從 313 K 冷卻至 298 K，以水做為冷媒，水的流量為 0.6 kg/s，進口溫度為 293 K。已知油與水的比熱分別為 1,880 與 4,177 J/kg·K，油流量為 0.4 kg/s。試求：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
若內管外徑為 2 cm，以內管外側表面面積為基準之總熱傳係數(overall heat transfer coefficient)為 180 W·m⁻²·K⁻¹，請計算此熱交換器的管長應為多少(cm)？(計算至小數點第 1 位，以下四捨五入)（7 分）
思路引導 VIP
先算出對數平均溫差 (LMTD)，再利用 Q = U * A * LMTD 求得所需的傳熱面積 A。最後由圓柱面面積公式 A = π * D * L 解出管長 L。
小題 (一)
請計算冷卻水之出口溫度為多少(K)？(計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入)（3 分）
思路引導 VIP
依據能量守恆定律，油放出的熱量等於水吸收的熱量：m_oil * Cp_oil * ΔT_oil = m_water * Cp_water * ΔT_water。