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輸送現象與單元操作
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101年 - 101 專技高考_化學工程技師:輸送現象與單元操作#26341
> 申論題
四、一批粗戊烷(crude pentane)包含 15 mole %正丁烷(n-butane)及 85 mole %正戊烷 (n-pentane),如以大氣壓力下簡單之批次蒸餾(batch distillation)去除 90%的正 丁烷,剩下液體(remaining liquid)之成分為何?平均相對揮發度(relative volatility) 可假設為 3.5。(20 分)
相關申論題
一、一恆溫牛頓流體(Newtonian fluid)在孔隙(slit)中軸向流動。此孔隙中二板距 2B, 寬W,軸向長L(B << W << L),壓力降為P0 - PL,請導出體積流率之關係式。假 設流動為層流(laminar flow),流體之黏度(viscosity)為μ。(20 分)
#42228
二、一逆向流(counterflow)之熱交換器使用溫度為 20 ℃,流量為 12,500 kg/h的冷水 將 17,000 kg/h之四氯化碳從 80 ℃降溫為 40 ℃。管外(四氯化碳側)之熱傳係數 為 1,600 W/m2 ℃,管內(冷水側)之熱傳係數為 10,000 W/m2 ℃,管壁之熱傳阻力 可忽略。四氯化碳之比熱為 0.20 cal/g℃,水之比熱為 1 cal/g℃,請問此熱交換器熱 傳面積為多少?(1 cal = 4.184 J)(20 分)
#42229
三、一環狀壁(annular wall)之內半徑及外半徑分別為 r0及r1 ,其上之壁溫分別為 T0及T1(T0 >T1)。此管壁之熱傳導度(thermal conductivity)隨溫度線性變化,從內管 壁之 k0 變化至外管壁之k1 ,環狀壁之長度為 L,請求解經管壁之熱流量(heat flow through the wall)。(20 分)
#42230
(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
(二)當流體為靜止時,請由熱量傳送基本學理,導證單一球體在無窮盡流體中,Nu = 2.0。 (14 分)
#557723
(一)請分別寫出式中 Nu、Re、Pr 三參數的定義(definition) ,並說明參數 的物理意義。(6 分)
#557722
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