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輸送現象與單元操作
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99年 - 99 高等考試_三級_化學工程：輸送現象與單元操作#27638
科目：
輸送現象與單元操作 |
年份：
99年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
10
試卷資訊
所屬科目：
輸送現象與單元操作
選擇題 (0)
申論題 (10)
【已刪除】⑴對於流體流過粒子床，典型之壓降（pressure drop）∆P 及床高（height）L 與流體 空床流速（superficial velocity）V 之關係常如下圖所示，於固定床階段，床高不 變而壓降隨流速提高而增大，而於流體化階段則床高隨流速增大而膨脹但壓降不 變，試說明造成此現象之機制。
⑵試說明填充床氣液接觸操作之負載（loading）及氾溢（flooding）等現象。
⑶攪拌槽（agitated vessel）與管殼型熱交換器（shell-and-tube heat exchanger）一般 均裝有擋板（baffle），請說明兩者所裝之擋板於構造與功能上之差異。
⑷試比較濾餅過濾（cake filtration）之濾餅洗滌（cake washing）與顆粒床過濾（deep bed granular filtration）之反沖洗（backwashing），兩者之操作與目的各有何不同？
⑸離心泵（centrifugal pump）廣用於工業界液體之泵輸送，試述該泵之優缺點。
⑴試問該流體黏度（cp）為何？（10 分）
⑵若槽內初始液位高為 0.05 m 且於毛細管連續排液 下，試估槽液位降至 0.03 m 所需時間。（10 分）
【已刪除】三、在如右圖之圓形管通以 40℃之空氣，並於管中 心插置Pitot管，差壓計讀數為 0.03 m H
2
O，水 的密度為 1000 kg/m
3
，而空氣密度及黏度分別 為 1.12 kg/m
3
及 0.017 cp，試估算該圓形管內氣 體之質量流率。於層流時，圓管內流體平均速 度與最大速度之比值為 1/2，而於紊流時之比值 則為 0.85。（15 分）
【已刪除】四、有一化學反應程序於攪拌槽中進行連續操作，如下圖所示，進料（20℃）與排出液 之速率皆為 2 kg/sec，槽內之液體量維持於 1000 kg，此反應會伴隨熱產生，槽內每 單位液體之熱產生速率為 300 J/kg·sec，為維持槽內液體溫度於 50℃，管圈（Tube Coil）式熱交換器置入槽中，以 15℃水通入管圈進行槽內液體冷卻，該管圈與槽內 流體間之總括熱傳係數（overall heat transfer coefficient）為 600 J/m
2
·℃·sec，且攪拌 槽進料與排出液之比熱（heat capacity）皆為 4000 J/kg·℃，若穩定操作時管圈冷卻 水出口溫度設定為 35℃，試估所需管圈之熱傳面積。假設攪拌槽為完全混合，其與 外界（surroundings）之熱傳可忽略。（15 分）
【已刪除】五、有一球狀觸媒（catalyst）其係由觸媒層貼覆於一球形基材粒子而成， 如右圖所示，該基材粒子半徑為Ri，而含觸媒層之半徑為Ro，若反 應物A於觸媒層表面之莫耳濃度為CA0，該物質擴散傳入觸媒層並 同時伴隨化學反應，但於基材表面A物質不反應也不會穿透。若 反應物A於觸媒層為零階反應（zero order reaction），反應速率rA = -KA，KA為反應速率常數（單位為莫耳A /時間．觸媒體積），且反 應物A於觸媒層之有效擴散係數（diffusion coefficient）為DAe，試估算 於穩定操作時單一球狀觸媒所反應掉之A物質速率。（20 分）
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