104年 - 104 臺灣菸酒股份有限公司從業職員及從業評價職位人員甄試試題_從業職員／農化、化工_專業科目 3：單元操作#107085

科目：國營事業◆單元操作 | 年份：104年 | 選擇題數：0 | 申論題數：11

試卷資訊

所屬科目：國營事業◆單元操作

選擇題 (0)

申論題 (11)

（一）黑根-普瓦醉方程式(Hagen-Poiseuille equation)常被用來測定圓管中流體之黏度。今有一牛頓流體(Newtonian fluid)在圓管中的速度分佈(velocity profile)為，其中 R 為圓管之半徑，∆P 為流體流經管長為 L 時之壓力差，µ為流體之黏度。試推導出黑根-普瓦醉方程式。（即流體體積流率 Q 與黏度µ之關係式）【15 分】

（二）今有一流體密度為 996 kg/m³其質量流率為 0.003 kg/sec，流體流經長度為 50 cm 之毛細管產生 4.8 atm 之壓力差，已知毛細管之直徑為 0.14 mm，請計算流體的黏度(Pa*sec)。【註π = 3.14159 】【10 分】

（一）有一隔熱窗是由三層厚度及面積均相同之材料 A、B、C 所組成。今有一熱流在穩態條件下，以熱傳導方式通過隔熱窗，若已知三層材料的熱傳導係數大小分別為 k_A＞k_B＞k_C，試說明三層材料的溫度差(∆T_A、∆T_B、∆T_C)之大小順序為何？【7 分】

1.請計算隔熱窗內側溫度為多少℃？【10 分】

2.若如上小題 1 在相同溫度差下，將空氣層改為玻璃層，三層厚度皆為 15 mm，其隔熱窗熱量散失速率為多少 W？【8 分】

（一）有一混合系統是由物質 A 與 B 所組成，已知在 100℃時，物質 A 與 B 之飽和蒸氣壓分別為 1000 mmHg 與 500 mmHg。若此混合系統可視為理想系統，試求於 750 mmHg 及 100℃下達氣-液平衡時，A 於混合液中的莫耳分率(mole fraction)及相對揮發度(relative volatility)為何？【10 分】

（二）今有一 60%的 A 及 40%的 B 混和溶液，擬在 1 atm 下以精餾塔進行精餾，其進料速率為 10000 kg/hr。已知塔頂產品的成分為 95%的 A 及 5%的 B，塔底產品的成分為 4%的 A 及 96%的 B，若由塔出來進入冷凝器的蒸汽流速為 8500 kg/hr，由冷凝器冷凝後的液體則會有一部分回流至塔內，請計算此系統之塔底產品的流速及回流比(reflux ratio)各是多少？【10 分】

（三）若將第（二）小題應用在馬蓋博–西陸(McCabe –Thiele)圖解法中，計算精餾塔之理想板數時，發現進料線在液相莫爾組成-汽相莫爾組成圖上為垂直線（即斜率為無窮大），則表示進料板之進料狀況為何？【5 分】

（一）流體通過圓管中流動時，由於流體分子之流動型態不同，可區分哪幾種流動方式？請說明之。【7 分】

（二）有一流體（密度為 996 kg/m³，黏度為 10 cp）在一圓管中流動其體積流率為 2.12 m³/hr，圓管之內徑為 0.05 m，請判斷其流動方式為何？【10 分】【註π = 3.14159 】

（三）今有一流體（黏度為 1.68 cp）在兩平行板中流動，已知兩平行板間的距離為 0.6 cm，若下平板靜止不動而上平板則以 12 cm/sec 移動，請計算此流體的剪應力(shear stress, τ)及速度梯度(velocity gradient)。【8 分】