101年 - 101年 - 經濟部所屬事業機構_新進職員甄試_化工製程：1.單元操作 2.輸送現象#28617

一、簡述穩定狀態(Steady state)、均勻分布(Uniform)、微觀(Microscopic)、巨觀(Macroscopic)。 (8分）

(1)質量濃度 : \(\rho_i\) (mass concentration)

(2)莫耳濃度 : \(C_i\) (molar concentration) 

(3)質量分率 : \(\omega_i\) (mass fraction)

(4)莫耳分率 : \(X_i\) (mole fraction)

(1)簡述在填充塔(packing tower)操作中，氣體速度超過溢流速度(flooding velocity)時之現象。 (5分）

(2)說明共沸蒸餾與萃取蒸餾之差異。（6分）

(1)一般的分離操作，大都採用逆向流(counter-current arrangement)，其優缺點為何？（5分）

(2)在填充塔(packing tower)操作中，何謂洞穴效應(channeling effect) ? ( 5分）

(1)比較文氏計(Venturi meter)與孔口計(orifice-meter)之差異。（4分）

(2)分別簡述文氏計(Venturi meter)與皮托管(Pitot tube)的原理，並比較其差異，請分別緣出簡 圖說明之。（6分）

六、某一發熱體為球形，其半徑為r_i，發熱體内每單位時間、單位體積之發熱量為S J/m³ • s， 球體表面溫度固定維持在T_iK。試由殼均衡(shell balance)出發，導出發熱體内溫度T和半徑 r之關係式，T = T(r)。本系統為穩定狀態。(steady state) (10分)

七、外徑200 mm之鋼管輸送水蒸汽外層覆50 mm厚度，K₁ = 0.09 Kcal/hr • m°C之保溫材料A及 B，K₂ = 0.08，25 mm厚度，求單位長度所通過的熱量，並求A，B之界面溫度，A保溫之 内緣 170°C，B 外緣 20°C。（10 分）

八、半徑2 mm長10 cm之毛細管内裝p = 0.865 g/cm³，黏度1.365Pa.s的流體若壓差為 27 cmH₂O，求流體流量(Fluid flow rate)(m³/s)(流體系統的6個假設均成立）？（10分）

九、1大氣壓及30°C之空氣，以20 m/s之速度進入一 1 cm内徑之圓管，若管壁溫度維持在105 °C，出口溫度為90 °C，試求其管之長度(平均空氣密度為0. 0012 g/cm³，平均比熱為0.23 cal/g°C，平均對流係數為 h：1.11x10^-3cal/cm² • s • ℃)。（ 10 分）

(1)已知熱交換器之修正因子(correction factor，F_G)為0.8，入出口的溫度如下圖所示(單位為 °C)，請計算此熱交換器之平均熱傳溫差。（7分）

(2)有一精餾塔(fractionating column)用來分離苯與甲苯的混合物，進料速率10000 Kg/hr ，内含40%的苯，餾出物(distillate)含97wt %苯，餾餘物(bottom)含98wt %的甲苯。 請問餾出物及餾餘物的餾出速率各為多少Kg/hr? (10分）