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輸送現象與單元操作
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107年 - 107 專技高考_化學工程技師:輸送現象與單元操作#72894
> 申論題
三、含有無水硫酸鈉(Na
2
SO
4
)500 kg 之飽和溶液 2000 kg,在冷卻至 5℃之過 程中,水因蒸發而損失水總重的5%,而其結晶產物為Na
2
SO
4
‧10H
2
O。假設 結晶終結時晶體與母液已達平衡,而其母液之飽和濃度為 8%無水 Na
2
SO
4
,以及 92%水(亦即其溶解度為 8%)。試問此結晶之理論產量為多 少 kg?(註:Na
2
SO
4
和 Na
2
SO
4
‧10H
2
O 之分子量分別為 142 與 322 g/mole) (10 分)
相關申論題
⑴何謂史托克定律(Stoke's Law),其適用的範圍為何?(5 分)
#296627
⑵若沉降的粒子為球型體,在史托克定律之適用範圍,請導出拖曳阻力 係數(drag coefficient)CD和粒子在流體中 NRe,P(雷諾(Reynold)數) 的關係?(5 分)
#296628
⑶有一填充床,直徑為 0.5 m,固體粒子填充於其間,床的孔隙度 (porosity)為 0.4。流體通過的流率為 0.25 m3 /sec,求其孔隙間平均 速度。(10 分)
#296629
⑴解釋αAB的定義。請以系統中 A 和 B 二成分的分壓(partial pressure) PA和 PB以及組合物的莫耳分率(molar fraction)表示。x 和 y 分別為 液相和汽相的莫耳分率。(5 分)
#296630
⑵請由相對揮發度的定義,推導出αAB和組合物莫耳分率(xA, xB, yA, yB) 的數學關係式。(5 分)
#296631
⑶假設在 92℃下,A 與 B 之飽和蒸氣壓為 1180 mmHg 與 480 mmHg, 請計算在一大氣壓以及 92℃下達平衡時,A 成分於混合液與混合蒸氣 中的莫耳分率各為何?(10 分)
#296632
四、外半徑(outside radius)為 r2的圓管型長蒸汽管,其表面覆蓋有外半徑 為 r3的隔熱材料。蒸汽管管外表面的溫度 T2和周圍空氣的溫度 T∞,皆 保持為恆定值。絕緣外表面每單位面積的能量損失可由牛頓冷卻速率方 程式(Newton rate equation)描述, qr/A = hΔT 能量損失會隨著絕緣厚度的增加而增加嗎?請推導在什麼條件下會出 現這種情況(即找到絕緣材料的臨界半徑 rc)? 註:k 為熱傳導係數;L 為管長;在圓管中熱傳導(conduction)的熱阻 (thermal resistance)為 R,R = ln(r2/r1) / (2πkL)。(20 分)
#296634
⑴請由基本的質量平衡,建立濃度和位置的微分方程式(含 CA、k、DAB 和 z 等),並寫出系統的邊界條件(boundary conditions)。(15 分)
#296635
⑵試求解出液相中組成 A 的濃度分布(濃度分布方程式)。(15 分)
#296636
(三)在填充塔的吸收操作中,說明何謂負載(loading)現象。(5 分)
#557728
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