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輸送現象與單元操作
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96年 - 96 地方政府特種考試_三等_化學工程:輸送現象與單元操作#36304
> 申論題
題組內容
一、試解釋或定義下列名詞:(每小題 5 分,共 20 分)
⑷最小回流比(Minimum reflux ratio, Rm)
相關申論題
二、現有一套管式熱交換系統,內鋼管直徑為 25 mm,外鋼管直徑為 35 mm。甲醇於套 管之內管內流動;而水則於環管的空隙間流動以冷卻內管之甲醇。試求基於外管面 積之總熱傳係數為若干 W/m2 ·K?(20 分) 注意:⑴水與甲醇之熱傳薄膜係數分別為 1500 W/m2 ·K 與 900 W/m2 ·K ⑵水與甲醇之積垢因數(fouling factor)分別為 2500 W/m2 ·K 與 5000 W/m2 ·K ⑶鋼管之熱傳導係數為 55 W/m·K
#100340
⑴若忽略管中之摩擦損失,估算出口處水之初始流速為若干 m/s? (5 分)
#100341
⑵若考慮管中之摩擦損失,估算出口處水之初始流速為若干 m/s?(15 分) 注意:⑴ 25℃時水之密度為 1000 kg/m3 ,黏度為 1×10-3 N·s /m2 ⑵泛寧摩擦係數(Fanning’s friction factor):層流:f = 16/Re 紊流:f = 0.046 Re -0.2 其中 Re為雷諾數(Reynolds number)
#100342
四、兩片長與寬非常大的平行板(在 x-z 平面上),中間夾有一流體,且板間距離為 0.5 cm。若對上層板施予一固定力,使上層板維持以比下層板快 30 cm/s 之等速度 往 x 方向移動。試由殼均衡(shell balance)開始推導,求出於穩定狀態(steady state)時之剪切應力(τyx,shear stress)為若干 N/m2 ?(20 分) 注意:中間所夾流體為乙醇,273 K 時之黏度為 1.77 cp。
#100343
五、一槽中裝有深度為 δ 之液體 B 吸收介質(槽底部之位置可視為 z = δ)。槽上方混 合氣體中之 A 成分可溶於 B 液體中,且與 B 在液相中進行不可逆之化學反應: A + B→AB,其反應速率式可表示為-RA = k CA。設液相中成分 A 之濃度極稀薄, 試推導出穩定狀態時成分 A 於槽中之濃度分布表示式。(20 分) 注意:⑴設已知成分 A 於液體表面(z = 0)之濃度為 CA0。 ⑵ DAB 為 A 成分於 B 液體介質中之擴散係數。
#100344
⑵某一氣體之 Tc 為 425.2 K,Pc 為 38 bar,請由⑴所得關係式求得凡德瓦爾斯狀態 方程式之 a 及 b 值。(6 分)
#100347
⑴請寫出一組獨立化學反應式(an independent set of chemical reactions)來代表此反 應系統。(7 分)
#100349
⑵請問此反應系統之自由度(degrees of freedom)為何?(3 分)
#100350
⑴若出口水蒸氣之狀態為 420o C,1 bar,請問渦輪所作的軸功(shaft work)(5 分) 及出入口水蒸氣之 entropy 變化值(5 分)為何?
#100352
⑵若出口壓力保持為 1 bar,請估算渦輪出口水蒸氣可能之最低溫度(5 分)及渦輪 所可作最大的軸功(5 分)。 可用水蒸氣數據如下:
#100353
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