申論題

六、有一套管式熱交換器被設計用來冷卻工廠內大型引擎用的潤滑油，該熱交換器採逆流 (counterflow)式操作，內管的內直徑為 25 mm，而外管的內直徑為 45 mm。冷卻水在內管 中流動的質量流率為 0.2 kg/s，而潤滑油在兩管之間的環狀區域中流動的質量流率為 0.1 kg/s。冷卻水與潤滑油的入口溫度分別為 30 ℃與 100 ℃，潤滑油與冷卻水的物理性質 如附表。 此熱交換器管壁相當薄，且器內因積垢所造成的熱傳阻力可以忽略。冷卻水之 Nusselt number(Nu)在亂流情況下，可運用下式估算：Nu=0.023Re^4/5Pr^0.4，式中之 Re為 Reynolds number。潤滑油之流動為層流(laminar flow)狀態，其 Nusselt number 為 5.56。請回答下列 問題：(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)（20 分）