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輸送現象與單元操作
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103年 - 103 高等考試_三級_化學工程:輸送現象與單元操作#24976
> 申論題
(二)請解釋質傳中之雙膜理論(two-film theory )。( 5分)
相關申論題
一、牛頓流體(Newtonian fluid)沿著垂直圓柱管外壁緩慢流下。圓柱管外壁半徑為R, 液膜厚度為(a-1)R (液膜最外圍至圓柱管中心轴距離為aR)。請求解液膜之流場。 (20 分)
#33513
二、一風扇將靜止之空氣送入長達45 m之200 mm x 300 mm長方形管道。進入管道之 空氣為15°C及750 mm Hg絕對壓力,流量為0.6 m3/s。此時空氣之黏度(viscosity) 為0.019 x 10-3 kg/m • s。所需之理論功率(theoretical power)為何?空氣之分子量 可視為29。1 kg-mol氣體在標準狀態下之體積為22.4 m3。對於平滑之管子而言:在 層流(laminar flow)時,泛寧摩擦係數(Fanning’s friction factor) f = 16/Re ;在紊 流(turbulent flow)時,f = 0.046 Re-02,其中 Re 為雷諾數(Reynolds number)。 (20 分)
#33514
三、一逆向流(countercurrent flow)之殼管式熱交換器(shell-and-tube heat exchanger) 將2,500 kg/h之油從160。C降溫至80。C以下之溫度。流進管内之冷水溫為20。C,流 量為4,000 kg/h。此熱交換器基於管外表面積之總熱傳係數(overall heat transfer coefficient)為960 W/m2。C,管子之外表面積為4.1 m2。油之比熱為0.72 cal/g。C ; 水之比熱為1 cal/g。C此熱交換器中之油及水之出口溫為多少?(1 cal = 4.1868 J) (25 分)
#33515
四、回答下列問題: ㈠對於一圓球表面與外界流體之熱傳可以下列公式描寫: Nu = 2.0 + 0.60 Re1/2 Pr1/3 其中 Nu 為紐塞數(Nusselt number) ,Re 為雷諾數(Reynolds number) ,Pr 為 普朗特數(Prandtl number )。請問對於一樟腦圓球在空氣中揮發之質傳相對應公 式為何?(5分
#33516
五、在含有7個篩盤(sieve tray)之塔内,一稀釋(dilute)氨(ammonia)之水溶液經 與空氣逆向流(countercurrent flow)接觸將氨氣提(air stripping)。平衡關係式為 ye=0.8xe。當空氣之莫耳流量(molar flow rate)為水溶液莫耳流量之1.5倍時,90% 之氨可被移除。請問此塔之理想階數(ideal stages )為多少?階效率(stage efficiency)為何?(25 分)
#33518
(三)在填充塔的吸收操作中,說明何謂負載(loading)現象。(5 分)
#557728
(二)離開塔底溶劑中 H2S 的莫耳分率。 (8 分)
#557727
(一)離開塔頂廢氣中 H2S 的莫耳分率。 (7 分)
#557726
(二)寫出此系統之初始條件(initial condition, IC)與邊界條件(boundary 。(5 分) condition, BC)
#557725
(一)請依上述情形,推導出此球形系統在不穩定(unsteady state)狀態下的 質量傳送(mass transfer)關係式(CA 與 r 的關係):式中為液滴內 A 成分的濃度;為 A 對 B 的擴散係數 (diffusivity);r 為液滴的半徑方向距離。(15 分)
#557724
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