38. 有一化學工廠以一座殼管熱交換器進行液體預熱，管束總表面積為50 m2 ，總傳熱係數為1.04 kW m -2K -1，殼側入口為100 ℃ 飽和水蒸汽，殼側出口為100 ℃ 冷凝水，若液體由20℃ 預熱至80℃ ，液體之比熱為3750 J kg-1 K -1，假設熱交換器無熱損失，則此熱交換器預熱液體的流率為多少kg s -1 ？(ln 4=1.386)
(A) 5
(B) 10
(C) 15
(D) 20

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統計： A(18), B(128), C(17), D(7), E(0) #1585014

詳解 (共 4 筆)

#4314254

殼管熱交換器 

 q = U*A*△Tlm*F    

--------------------------------

q=傳熱率 ( kW 或 kcal/h )

U=總包熱傳係數 ( kW/m2* K 或 kcal/h*m2*C )

△Tlm = 對數平均溫度差

5f84836889e17.jpg 

F= 對數平均溫度差校正係數(當加熱流體為"飽和水蒸汽時" F=1)  

 

設預熱液體的流率為 X ( kg/ s) 

並代入已知數值

(1)

q1 = 1.04(kW/m2* K) * 50 (m2) * [(100-20)-(100-80)]/In[(100-20)/(100-80)]  * 1 

= 52 (kW/ K) * [(80)-(20)]/In[(80)/(20)] 

= 52 (kW/ K) * 60/In4 

= 2251 (kW)  (2)

q2=  3750 (J/kg*K)  * 60 (K)  *  X ( kg/s )

=  225000  X  (J/s) 

= 225  X ( kW ) 

 

又 q1 = q2  , 得:  X = 10 

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#4448030
維基百科        對數平均溫差 ...
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#3466710
有一化學工廠以一座殼管熱交換器進行液體預...
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#5666176

這題的觀念，有冷流體跟熱流體兩管，熱量會交換但是不會混一起
，流體只有水的比熱是1
殼側入口100度出口100度，採用水，比熱1，所以逆流、順流沒區別
又液體入口20度出口80度，比熱3750J/KG*K
計算均溫dt=43.3K
q=u*a*dt算出q後
因為兩管都在系統內，受q相同的影響
所以q相等
q=液體溫度(80-20)*液體比熱*kg/s(答案)
這邊要熟的是單位換算
詳細計算看上方的u大就好
我只是提供為什麼要這樣算的想法

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