統測
108年
[化工群] 專業科目(2)
第 35 題
一雙套管熱交換器，熱流體為水蒸汽，入口和出口溫度皆為 $125^{\circ}\text{C}$，$20^{\circ}\text{C}$ 冷水以質量流率為 $\omega$ 流入此熱交換器，出口溫度為 $40^{\circ}\text{C}$，因流體溫度變化不大，可以算數平均溫度差取代對數平均溫差來計算熱流速率。若 $20^{\circ}\text{C}$ 冷水質量流率變成 $2\omega$，假設總括熱傳係數和冷水比熱維持不變，水蒸汽入口和出口溫度皆保持為 $125^{\circ}\text{C}$，則冷水出口溫度為多少 $^{\circ}\text{C}$？
(算數平均溫度差=(水蒸汽入出口溫度和－冷水入出口溫度和)/2 )
- A 29.5
- B 30
- C 30.5
- D 60
思路引導 VIP
當冷水流過的質量流率（速度）增加時，同一單位質量的流體在熱交換器內停留的時間會如何變化？在設備傳熱能力（$UA$）固定的情況下，這將如何進一步影響出口處冷水溫度的升溫幅度？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜答對！這展現了你對熱交換器能量收支的精確掌握。
- 觀念驗證： 本題核心在於結合熱傳方程式 $Q = UA\Delta T_{am}$ 與熱平衡方程式 $Q = \dot{m}C_p\Delta T_c$。
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