กรณีศึกษาปี 2010 เวลา 18.00 น
Thread Content
18. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสูญญากาศ โดยใช้ไอน้ำที่มีอุณหภูมิ 143°C เพื่อให้ความร้อนกับน้ำภายในท่อ ทำให้อุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นจาก 15°C เป็น 45°C ทราบว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากการควบแน่นของไอน้ำคือ 1.1×104 วัตต์/ตารางเมตร·องศาเซลเซียส ส่วนค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบการพาความร้อนของน้ำภายในท่อนั้นคือ 3500 วัตต์/ตารางเมตร·องศาเซลเซียส เมื่อไม่คำนึงถึงความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของผนังท่อ ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนจากสิ่งสกปรก และการสูญเสียความร้อน และสามารถถือว่าเป็นผนังแบนได้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (W/(㎡℃)) และอุณหภูมิเฉลี่ยของผนังที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อน (℃) จะเท่ากับค่าใดในตัวเลือกต่อไปนี้? (A) 2655, 127.2 (B) 3921, 141.3 (C) 3313, 140.3 (D) 2655, 115.7คำตอบ: K = 1/(1/α1 + 1/α2) = 1/(1/11000 + 1/3500) = 2655
△tm = (45 – 15)/ln = 112.3
t1 = 143, t2 = 143 – 112.3 = 30.7
สมมติให้อุณหภูมิของผนังเรียบเท่ากับ tQ = α1S(143 – t) = α2S(t – 30.7)
11000(143 – t) = 3500(t – 30.7)
t = 115.7 องศาเซลเซียส
คำตอบคือ D
แล้วส่วนที่ถูกทาสีแดงนั้นควรเข้าใจอย่างไร?
โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย kang2012 เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2016 เวลา 11:21 วิธีการแก้ปัญหานี้ดูซับซ้อนไปหน่อย ลองทำให้เรียบง่ายขึ้นดังนี้: Q = KS△tm = a1S(143 – t_อุณหภูมิผนังเฉลี่ย) = a2S(t_อุณหภูมิผนังเฉลี่ย – t_อุณหภูมิเฉลี่ยของสื่อที่ใช้ในการให้ความร้อน) โดยที่ t_อุณหภูมิเฉลี่ยของสื่อที่ใช้ในการให้ความร้อนคือ 143 ดังนั้น t_อุณหภูมิเฉลี่ยของสื่อที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจะเท่ากับ 143 – 30.7 (จริงๆ แล้ว t_อุณหภูมิเฉลี่ยของสื่อที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าสามารถประมาณค่าได้เป็น (15 + 45)/2 แต่วิธีนี้อาจทำให้ผลลัพธ์มีความคลาดเคลื่อนได้) หากยังไม่เข้าใจ ก็สามารถใช้สูตร Q = KS△tm = a1S(143 – t_อุณหภูมิผนังเฉลี่ย) ในการคำนวณได้เลย.
สำหรับอุณหภูมิของผนังนั้น สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้: (143 – tw) / (1/α1) = (tw – (15 + 45)/2) / (1/α2)