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輸送現象與單元操作
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109年 - 109 高等考試_三級_化學工程:輸送現象與單元操作#88599
> 申論題
1. 在流動為蜒流(creeping flow)時,牛頓流體(Newtonian fluid)流經圓球所受之力為F
k
= 6 πμRv∞,其中μ為黏度(viscosity),v∞為遠方流體之流速,R為圓球半徑。請由摩擦係數(friction factor)f之定義:Fk = AKf,其中A為特徵面積,K為單位體積流體之特徵動能,求得摩擦係數f與雷諾數(Reynolds number)Re間之關係式。
相關申論題
2. 一液膜因受重力沿垂直壁面往下流,液膜厚度為δ 。假設流動為恆溫之層流(laminar flow),液體為冪次流體(power-law fluid),液體之密度為ρ,黏度(viscosity)為μ ,請求解液體之流速分布。(對於冪次流體而言, 。)
#359064
3. 一液體密度為162 lb/ft3,黏度(viscosity)為4.84 lb/ft·h,流經長達9,134 ft之平滑圓管。管路壓力降為0.183 lbf /in.2。如液體質量流率為7,000 lb/h,請問圓管之直徑為何?對於層流(laminar flow)而言,泛寧摩擦係數(Fanning friction factor)f與雷諾數(Reynolds number)Re間之關係式為f = 16/Re;對於紊流(turbulent flow)而言,f = 0.046Re-0.2。單位換算:1 ft = 12 in., g = 32.174 ft/s2, 1 lbf = 32.174 lb·ft/s2。
#359065
4. 一氣體包含3 mole %的 A。將此氣體通過一填充塔以水吸收99%的 A。吸收塔操作在25℃及1 atm,且氣體及液體之流率分別為20 mol/h·ft2及100 mol/h·ft2。平衡關係式及質傳係數如下: *y=3.1x at 25℃ kxa=60 mol/h·ft3·unit mole fraction kya=15 mol/h·ft3·unit mole fraction 設恆溫操作及忽略氣體及液體流率之變化,請求解吸收塔塔高。
#359066
⑴熱交換器之熱傳面積為多少?
#359067
⑵如水流率降為120 lbm/min,熱油之流率不變,水出口溫應為多少?
#359068
(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
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