高考申論題
109年
[化學工程] 輸送現象與單元操作
第 ㈠ 題
📖 題組：
水以150 lbm/min之流率流入逆向流（counterflow）之套管式熱交換器，水溫從60℉升溫至140℉。進入熱交換器之熱油則由240℉降溫為80℉。水之比熱為1 Btu/lbm℉，油之比熱為0.45 Btu/lbm℉。熱交換器之總熱傳係數為50 Btu/h·ft2 ℉。 ㈠熱交換器之熱傳面積為多少？（10分） ㈡如水流率降為120 lbm/min，熱油之流率不變，水出口溫應為多少？（15分）
水以150 lbm/min之流率流入逆向流（counterflow）之套管式熱交換器，水溫從60℉升溫至140℉。進入熱交換器之熱油則由240℉降溫為80℉。水之比熱為1 Btu/lbm℉，油之比熱為0.45 Btu/lbm℉。熱交換器之總熱傳係數為50 Btu/h·ft2 ℉。 ㈠熱交換器之熱傳面積為多少？（10分） ㈡如水流率降為120 lbm/min，熱油之流率不變，水出口溫應為多少？（15分）
熱交換器之熱傳面積為多少？（10分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到熱交換器與完整的進出口溫度條件，首要利用能量守恆（熱平衡）求出總熱傳量 $q$。接著根據「逆向流」條件計算對數平均溫度差（LMTD），最後套用基本熱傳設計方程式 $q = U \cdot A \cdot \Delta T_{lm}$ 求解面積。需特別注意質量流率與熱傳係數的時間單位（min 與 h）是否一致。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【解題關鍵】利用熱平衡方程式求出總熱傳量，並透過對數平均溫度差（LMTD）與設計方程式 $q = U \cdot A \cdot \Delta T_{lm}$ 計算熱傳面積。 【解答】 計算：
▼ 還有更多解析內容