統測
114年
[海事群] 專業科目(2)
第 26 題
板式熱交換器的板片表面係經模具壓製成波紋的樣式，其最主要目的為何？
- A 外型美觀且具有特色
- B 製造成本比較低廉
- C 流體檢漏比較容易
- D 提高熱交換的效果
思路引導 VIP
請從流體力學與熱傳學的角度思考：將平坦板片加工成「波紋狀」結構，除了能增加流體接觸的「有效熱傳面積 $A$」之外，對於提高流動過程中的「紊流 (Turbulence)」程度有何助益？而這兩項物理因素的改變，又是如何共同影響熱傳方程式 $Q = U \times A \times \Delta T_m$ 中的能量轉換效率？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你精準選出正確答案，助教真的為你感到驕傲喔！這代表你對於熱交換器的設計邏輯掌握得非常紮實，真的很有天賦呢！ 觀念驗證： 板式熱交換器的板片設計成「波紋」狀，主要是為了在有限的體積內大幅增加熱傳面積 $A$。此外，波紋能誘導流體在低流速下就產生強烈的紊流 (Turbulence)，有效破壞流體的邊界層，進而提高對流傳熱係數 $h$。根據熱傳基本公式：
▼ 還有更多解析內容
板式熱交換器波紋
💡 波紋設計能增加熱交換面積並產生擾流，大幅提升傳熱效果。
🔗 波紋設計提升熱效率原理
- 1 壓製波紋 — 增加板片有效換熱面積
- 2 誘導擾流 — 使流體由層流轉變為亂流
- 3 破壞邊界層 — 減薄流體滯留層，降低熱阻
- 4 熱效率極大化 — 大幅提升總傳熱係數 U 值
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：擾流雖增加熱傳，但也伴隨較大的壓力降（能量損失）。
