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高等輸送現象
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104年 - 104 高等考試_二級_化學工程：高等運送現象#41864
> 申論題
三、兩個不互溶之恆溫不可壓縮牛頓液體於一厚度（thickness）為 2b，長度為 L 之水平 狹縫（slit）內流動，流動形態為層流（laminar flow）。兩個不互溶液體分別占據狹縫 內上下各半之空間。上層及下層流體之黏滯係數（viscosity）分別為 μ
II
及 μ
I
。狹縫 進口及出口之壓力分別為 p
0
及 p
L
。上層及下層流體之平均速度各為何？（30 分）
相關申論題
一、包含強制對流及自然對流之運動方程式經無因次化之後，出現之無因次群為何？ （6 分）
#130827
二、動量傳送與熱傳之類比方程式（analogy equation），在何種情況下可以成立？（4 分）
#130828
⑴請求解圓形觸媒顆粒之穩定狀態溫度分布；（25 分）
#130830
⑵圓形觸媒顆粒單位時間之散熱量為何？（5 分）
#130831
⑴求解此薄圓盤形觸媒之有效因數（effectiveness factor）；（20 分）
#130832
四、反應物 A 擴散進入半徑為 R 之球狀觸媒（spherical catalyst）反應生成生 成物 B，A → B。反應物 A 於觸媒內之有效擴散係數（effective diffusivity） 為 DA 。觸媒內 A 之單位體積反應速率為 RA = -k1" a c A ，其中 c A 為氣體 A 之濃度。在觸媒表面反應物 A 之濃度為 。請求解觸媒內 A 之濃度分 布及觸媒有效度因數（effectiveness factor）。（25 分）
#475925
三、一起始溫度為 To 之半無窮大（semi-infinite）固體，占據 y = 0 至 y =∞ 之 空間。在時間 t = 0 時， y = 0 之表面溫度突昇為 T1 ，且維持在該溫度。請 以變數轉換η = y / ，α 為熱擴散係數（thermal diffusivity） ，求解固 體之溫度分布 T ( y, t ) 。（25 分）
#475924
二、在一吸收塔實驗中，液體由垂直小圓管內往上流動至頂部後，於外管側 以液膜形式向下流動。液體為牛頓流體，流動為層流，圓管外管側半徑 為 R，外管側液膜厚度為(a-1)R，液體之密度為 ρ ，黏度為 μ 。請求解外 管側液膜之流場，以及液膜之質量流率。（25 分） 註：
#475923
一、一牛頓流體（Newtonian fluid）以層流（laminar flow）流經一水平圓管 內。圓管半徑為 R，管長為 L，壓力差為 p0 - pL ，流體之密度為固定值 ρ，黏度（viscosity）為 μ。請求解流體之體積流率，以及摩擦因數（friction factor）與雷諾數（Reynolds number）間之關係式。（25 分）
#475922
九、當平板表面阻力存在時，一維非穩態平板熱傳導統御方程式之解可以圖二表示。現欲 烤熱一平板牛排，牛排厚度為 3 cm，密度為 1.08 g/cm3，熱含量（cp）為 3.5 J/g/K， 熱傳導係數為 0.5 W/m/K，初始溫度為 20°C。熱空氣溫度維持在 180°C，熱傳係數 為 40 W/m2/K。估計加熱至牛排中心溫度為 100°C 時所需花費的時間。（10 分）
#170667
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