109年 - 109 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:單元操作#89138

科目：國營事業◆單元操作 | 年份：109年 | 選擇題數：0 | 申論題數：15

試卷資訊

所屬科目：國營事業◆單元操作

選擇題 (0)

申論題 (15)

（一）蒸發(evaporation)操作之目的為何？【5 分】

（二）蒸發操作常會發生溶液沸點上昇(boiling point elevation, BPE)現象，請問何謂溶液沸點上昇現象？【5 分】

（三）某公司研究員擬進行 2000kg/hr 含有 A 成分的水溶液之單效蒸發器操作，已知此單效蒸發器的經濟效益(economy)為 0.9，若此研究員欲將重量百分率為 5% A 成分的水溶液蒸發到重量百分率為 80% A 成分的水溶液，請問此研究員操作單效蒸發器需要用多少的水蒸汽量(kg/hr)才達成？【5 分；未列出計算過程者，不予計分】

（四）若此研究員欲將第（三）小題的操作改到三效蒸發器進行，且以順流加料法(forward feeding)進行操作，假設A成分的水溶液在三效蒸發器中不會有溶液沸點上昇現象，且各效蒸發器之熱傳量相同及各效蒸發器之熱面積也相同。若已知通入第一效蒸發器之水蒸氣溫度為 150℃，最後一效蒸發器之溶液沸點為 70℃，且各效蒸發器的總包傳熱係數分別為 U₁=1000 W/ m² ∙℃、U₂=500 W/ m² ∙℃、U₃=200 W/m²∙℃，請計算第一效蒸發器之溶液沸點為多少℃？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】

（一）假設有一不可壓縮流體在水平圓管中進行層流流動(Laminar flow)，其速度分佈 (velocity profile)為，其中 r 為圓管中心往管壁的方向，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。計算此流體平均速度與最大速度之比值為多少？【15 分；未列出計算過程者，不予計分】

（二）假設此不可壓縮流體的密度為 2.5 g/cm³、黏度為 10 厘（釐）泊(cP)，且已知此流體在 25℃流過水平圓管長為 5 m 時之壓力差為 100Pa，若圓管的內部直徑為 0.04m，其在圓管的平均速度為10 cm/sec，且流過水平圓管所需要時間為300 sec。計算此不可壓縮流體之范寧摩擦因子(Fanning friction factor, f)為多少？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】

（一）此精餾塔之回流比(reflux ratio)為多少？【5 分】

（二）塔頂產品的 A 成分的質量分率為多少？【5 分】

（三）塔頂的流率為多少 kg/hr？【5 分】

（四）塔底的流率為多少 kg/hr？【5 分】

（五）塔底產品的 B 成分的質量分率為多少？【5 分】

（一）填充吸收塔操作時常會出現所謂水道(channeling)現象，請問何謂水道現象？【5 分】

（二）填充吸收塔操作時若遇到水道現象應該如何避免之？【5 分】

（三）假設填充吸收塔操作所裝填充料為圓球粒子，圓球粒子之密度為 2 g/cm ³，且其比表面積(specific surface area)為 0.05 m² /kg。計算一顆圓球粒子之直徑為多少 cm？【5 分；未列出計算過程者，不予計分】

（四）假設填充吸收塔操作所裝填充料為 A、B 與 C 三種粒子混合，已知裝填 A 粒子的直徑為 30mm 的體積，佔填充吸收塔體積的 25%，裝填 B 粒子的直徑為 45mm 的體積，佔填充吸收塔體積的 35%，裝填 C 粒子的直徑為 60mm 的體積，佔填充吸收塔體積的 40%，若三種粒子之球形度(shape factors)皆為 0.65。計算混合 A、B 與 C 三種粒子之有效平均直徑(mean diameter)為多少 mm？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】