moea_joint_essay
109年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 一 題
📖 題組：
五、有一平面火爐內襯由兩層磚塊所構成：內層為 0.7 ft 厚之耐火磚(𝑘 = 0.6 Btu/hr∙ft∙℉ )，外層為0.1 ft厚之絕熱磚(𝑘 = 0.04 Btu/hr∙ft∙℉)。假設內外壁表面係恆溫且為均勻分布。請問：（共2題，共 12分）
五、有一平面火爐內襯由兩層磚塊所構成：內層為 0.7 ft 厚之耐火磚(𝑘 = 0.6 Btu/hr∙ft∙℉ )，外層為0.1 ft厚之絕熱磚(𝑘 = 0.04 Btu/hr∙ft∙℉)。假設內外壁表面係恆溫且為均勻分布。請問：（共2題，共 12分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)若內壁溫度為 1800 ℉，外壁溫度為 100 ℉。試求該火爐單位面積之熱損失(heat loss)速率(以 Btu/hr∙ft2 表示，計算至整數，以下四捨五入)。（4 分）
思路引導 VIP
利用一維熱傳導定理，分別計算內層和外層的單位面積熱阻 (L/k)，串聯相加得到總熱阻，最後以溫差除以總熱阻即為單位面積熱損失速率。
小題 (二)
(二)承(一)：
(1)若可允許之熱損失(heat loss)速率為300 Btu/hr∙ft2，則外層絕熱磚之厚度至少應改為多少(ft)(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)？（4 分）
(2)承(1)此時兩磚介面的溫度是多少(℉) (計算至整數，以下四捨五入)？（4 分）
(1)若可允許之熱損失(heat loss)速率為300 Btu/hr∙ft2，則外層絕熱磚之厚度至少應改為多少(ft)(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)？（4 分）
(2)承(1)此時兩磚介面的溫度是多少(℉) (計算至整數，以下四捨五入)？（4 分）
思路引導 VIP
已知熱損失速率求對應厚度，先從溫差與新熱損失反推總熱阻。減去固定不變的內層熱阻即可得外層所需熱阻，再乘以外層 k 值即得厚度。界面溫度可由內層磚塊兩端的熱傳等式單獨求出。