高考申論題
106年
[化學工程] 輸送現象與單元操作
第 一 題
📖 題組：
四、如圖示平行流向（parallel flow）雙套管熱交換器，外管的冷凝蒸汽（condensing steam）將內管壁溫度保持在 To。基於初始溫度差可利用 Sieder-Tate 經驗式計算熱傳係數：Nu = 0.023(Re)^0.8(Pr)^0.3 式中 Nu 為納瑟（Nusselt）數、Re 為雷諾（Reynolds）數、Pr 為普蘭多（Prandtl）數。試就下列狀況分別評估溫度差 Tb2-Tb1 作何變化？ (一)內管直徑增為二倍，同時保持原質量流率（G）和管長度。（10 分） (二)質量流率增為二倍，同時保持原內管直徑和管長度。（10 分）
四、如圖示平行流向（parallel flow）雙套管熱交換器，外管的冷凝蒸汽（condensing steam）將內管壁溫度保持在 To。基於初始溫度差可利用 Sieder-Tate 經驗式計算熱傳係數：Nu = 0.023(Re)^0.8(Pr)^0.3 式中 Nu 為納瑟（Nusselt）數、Re 為雷諾（Reynolds）數、Pr 為普蘭多（Prandtl）數。試就下列狀況分別評估溫度差 Tb2-Tb1 作何變化？ (一)內管直徑增為二倍，同時保持原質量流率（G）和管長度。（10 分） (二)質量流率增為二倍，同時保持原內管直徑和管長度。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
內管直徑增為二倍，同時保持原質量流率（G）和管長度。（10 分）
思路引導 VIP
本題考查熱交換器的效能分析與無因次群比例。
- 能量平衡：$Q = \dot{m} C_p (T_{b2} - T_{b1}) = U A \Delta T_{lm}$。
小題 (二)
質量流率增為二倍，同時保持原內管直徑和管長度。（10 分）
思路引導 VIP
延續前一小題的邏輯，這次變數是 $G$。
- $h \propto G^{0.8}$。