Q24.
流體在圓管中流動之熱傳送現象，設管徑為D，流體之對流熱傳係數為h，熱傳導度為k，則其納塞數(Nusselt number)Nu 為
化工 · 乙級 · 單元操作 · Q24
難易度分析
2 / 5
本題考查熱傳導基礎定義中的無因次參數公式，僅需準確記憶特定物理量的數學組合關係即可解題，屬於典型的基礎概念記憶型題目。
正確答案：④hD/k
④ hD/k:納塞數 Nu = hD/k 為對流熱傳與純熱傳導的熱傳速率比值，是強制對流與自然對流熱傳計算中最核心的無因次參數。
錯誤選項解析
- ① kD/h:此式將熱傳導度置於分子、對流熱傳係數置於分母，與納塞數的定義方向相反，物理意義為熱阻比而非熱傳增強比。
- ② k/(hD):此式同樣顛倒了對流熱傳與熱傳導的比例關係，且分母為 hD 會導致無因次群組的單位無法消去，不符合無因次參數的要求。
- ③ hk/D:此式將 h 與 k 相乘後除以 D，量綱分析結果並非無因次，違背納塞數作為無因次群組的基本定義。
Learning Tip
"納塞數的定義為對流熱傳係數 × 特徵長度 / 熱傳導度，常與普朗特數 Pr、雷諾數 Re 搭配於 Dittus-Boelter 方程式等經驗關聯式中。解題時可利用量綱分析快速驗證：h 的單位為 W/(m²·K)，k 為 W/(m·K)，D 為 m，唯有 hD/k 能完全消去單位成為無因次量。"
學員答題分佈
①kD/h0%
②k/(hD)0%
③hk/D0%
④hD/k0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！