108年 - 108 經濟部所屬事業機構_新進職員甄試_化工製程：1.單元操作 2.輸送現象#80817

二、有一精餾塔(fractionating column)欲將各含50 % 的A、B混合物分離，進料速率為12000 kg/hr，塔頂產品為 95 % A + 5 % B，塔底產品為 95 % B + 5 % A，由塔頂出來進入全冷凝器的蒸氣速率為 10000 kg/hr，請計算其回流比。(計算至小數點後第 2位，以下四捨五入)（10 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）

(二)承上，依據計算結果，在實際設計與操作時，哪一種排列方式較佳？請說明理由。（3 分）

四、1000 lb/hr 流體於內徑 0.5 ft 管內流動，流體黏度 0.003 lb/(ft･sec)，求其雷諾數 Re =？(計算至小數點後第 3 位，以下四捨五入，π 3.1416)（5 分）

(一)於穩定時，若油水介面要控制在 0.5 m ，Hw 需幾公尺？（5 分）

(二)依據 Stoke’s 定律，分液罐內水相油滴在水的上升終端速度 ut 0.003 m sec ⁄ ，若分液罐內水相的截面積如【圖2】陰影所示為0.393 m²，水流出分液罐流量為 10000 kg/h，於穩定時，若要避免油隨水流出。則【圖 1】之 L 至少為多少公尺？(計算至小數點後第 3 位，以下四捨五入)（10 分）

(一)若水管無水噴出到大氣，請問閥的摩擦損失是幾公尺？（10 分）

(二)若閥全開時，閥摩擦損失為零，試計算閥全開瞬間槽液面下降速度(m/sec)？（10 分）

(三)若閥全開時，水管無水噴出到大氣，請問水管需增長多少公尺？(=1.414； =2； =3.162)（10 分）

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