moea_joint_essay
113年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 一 題
📖 題組：
有一雙套管熱交換器之內側油品 Cp = 2.5 KJ/Kg∙K，流經熱交換器將其溫度由 380.2 K 降溫至 355.4 K，油品流率為 3650 Kg/h；熱交換外側流體為水，水的 Cp = 4.187 KJ/Kg∙K，其進口溫度為 291.5 K，流速為 1450 Kg/h，請回答下列問題(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)：（3 題，共 20 分）
有一雙套管熱交換器之內側油品 Cp = 2.5 KJ/Kg∙K，流經熱交換器將其溫度由 380.2 K 降溫至 355.4 K，油品流率為 3650 Kg/h；熱交換外側流體為水，水的 Cp = 4.187 KJ/Kg∙K，其進口溫度為 291.5 K，流速為 1450 Kg/h，請回答下列問題(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)：（3 題，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
假設兩流體為逆流，總熱傳係數(Overall Heat Transfer Coefficient) U = 350 W/m²∙K，試計算水的出口溫度。（5 分）
思路引導 VIP
運用能量守恆（熱量平衡）方程式，油品失去的熱量等於水吸收的熱量：m_h * Cp_h * ΔT_h = m_c * Cp_c * ΔT_c。求出水的出口溫度。
小題 (二)
兩流體為逆流狀態，試計算熱傳面積。（5 分）
思路引導 VIP
計算對數平均溫差 (LMTD)，然後使用設計方程式 Q = U * A * LMTD 求面積 A。記得將 Q 單位從 kJ/h 轉換為 W。
小題 (三)
若兩流體為順流狀態，試計算熱傳面積。（10 分）
思路引導 VIP
改為順流狀態，計算順流的 LMTD，再用同樣的 Q = U * A * LMTD 求面積。