化學工程 105 年化工機械概要考古題

請回答下列問題：（每小題5 分，共10 分） ㈠ 蒸餾塔內的板層安裝有泡罩裝置，即所謂的泡罩板（bubble-cap plate），請問泡罩 的功能為何？ ㈡氣 -液吸收操作的填充塔內，通常會放置填料（packing），請問填料的功能何在？

請說明正排量泵（positive displacement pump）與動壓力泵（dynamic pressure pump） 的工作原理與特性。（15 分）

請說明可應用那些操作方法達到除濕（dehumidification）的目的？（20 分）

有一苯與甲苯的混合液，擬利用蒸餾方法進行分離。進料端含有45 mol%的苯和 55 mol%的甲苯，以100 kg mol/h 的流率進入蒸餾塔。蒸餾結果，塔底可得到含有 10 mol%的苯和90 mol%的甲苯，塔底餾餘物的流率為60 kg mol/h。請計算塔頂餾出 物的流率每小時有多少kg mol？（5 分）塔頂餾出物中可得到含有多少mol%的苯與 甲苯？（10 分）

有一厚管壁的膠管，內直徑10 mm，外直徑40 mm，其導熱係數為0.151 W/m-K，擬 暫時用來當冷卻水槽的冷卻管。冷卻管中快速通入冰水，讓管內溫度維持在2℃，管 外表面溫度維持在25℃。假若總共有16 W 的熱量需要藉由冷卻移走，請計算需要使 用多少長度的冷卻管？（20 分）

考慮有一開放式水槽與連通的排水管如下圖所示，水槽液位h 有4 m 高，底部連通 的排水管其管直徑有0.01 m，若不考慮流體流動的摩擦損失問題，排水管閥門打開 時，請計算流體的體積流率有多少m3/s？（20 分） h