申論題

三、一圓管外面包覆兩層熱絕緣層，圓管之內外半徑分別為 0 r 及 1 r 。第一層 （內層）熱絕緣層之外半徑為 2 r ；第二層（外層）熱絕緣層之外半徑為 3 r 。 圓管、第一層及第二層熱絕緣層之熱傳導度（thermal conductivity）分別 為 k0、k1及 k2。管內及管外流體分別保持在Ta及Tb的溫度。管子與管內 流體間之熱傳係數（heat transfer coefficient）為 i h ；管子與管外流體間之 熱傳係數為ho。請導出計算“基於外管壁面積之總熱傳係數”（overall heat transfer coefficient based on the outer surface）Uo之公式及總熱傳量Q 之公式。（25 分）