申論題

三、設計一座雙套管熱交換器(double tube heat exchanger)，將水的溫度由 360 K降至 340 K，水 進入熱交換器的速率為 20 kg/s，進入熱交換器的冷媒的溫度為 295 K，速率為 25 kg/s。假設 總包熱傳係數(overall heat transfer coefficient)固定為 2.0 kW/(m² ∙ K)，水與冷媒的平均比熱 (average specific heat)均固定為 1.0 BTU/(lbm ∙ R)；1 BTU = 1.055 kW ∙ s；1 lbm = 0.454 kg。 請回答下列問題：（15 分）

(一)計算下列 2 種排列方式所需之熱傳面積及冷媒出口溫度。(計算至小數點後第 3 位，以 下四捨五入)（12 分） (1)同向流式(cocurrent flow)熱交換器（6 分） (2)反向流式(countercurrent flow)熱交換器（6 分）