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109年 - 109 高等考試_三級_化學工程：輸送現象與單元操作#88599

科目：輸送現象與單元操作 | 年份：109年 | 選擇題數：0 | 申論題數：6

試卷資訊

所屬科目：輸送現象與單元操作

選擇題 (0)

申論題 (6)

1. 在流動為蜒流（creeping flow）時，牛頓流體（Newtonian fluid）流經圓球所受之力為Fk = 6 πμRv∞，其中μ為黏度（viscosity），v∞為遠方流體之流速，R為圓球半徑。請由摩擦係數（friction factor）f之定義：Fk = AKf，其中A為特徵面積，K為單位體積流體之特徵動能，求得摩擦係數f與雷諾數（Reynolds number）Re間之關係式。

2. 一液膜因受重力沿垂直壁面往下流，液膜厚度為δ 。假設流動為恆溫之層流（laminar flow），液體為冪次流體（power-law fluid），液體之密度為ρ，黏度（viscosity）為μ ，請求解液體之流速分布。（對於冪次流體而言，5f18fad7bf180.jpg 。）

3. 一液體密度為162 lb/ft3，黏度（viscosity）為4.84 lb/ft·h，流經長達9,134 ft之平滑圓管。管路壓力降為0.183 lbf /in.2。如液體質量流率為7,000 lb/h，請問圓管之直徑為何？對於層流（laminar flow）而言，泛寧摩擦係數（Fanning friction factor）f與雷諾數（Reynolds number）Re間之關係式為f = 16/Re；對於紊流（turbulent flow）而言，f = 0.046Re-0.2。單位換算：1 ft = 12 in., g = 32.174 ft/s2, 1 lbf = 32.174 lb·ft/s2。
4. 一氣體包含3 mole %的 A。將此氣體通過一填充塔以水吸收99%的 A。吸收塔操作在25℃及1 atm，且氣體及液體之流率分別為20 mol/h·ft2及100 mol/h·ft2。平衡關係式及質傳係數如下：
*y=3.1x at 25℃
kxa=60 mol/h·ft3·unit mole fraction
kya=15 mol/h·ft3·unit mole fraction
設恆溫操作及忽略氣體及液體流率之變化，請求解吸收塔塔高。
⑴熱交換器之熱傳面積為多少？
⑵如水流率降為120 lbm/min，熱油之流率不變，水出口溫應為多少？