化學工程 108 年輸送現象與單元操作考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/chemical-engineering/108-%E8%BC%B8%E9%80%81%E7%8F%BE%E8%B1%A1%E8%88%87%E5%96%AE%E5%85%83%E6%93%8D%E4%BD%9C

第 1 題
試問皮托管（pitot tube）可以直接測量流體之體積流率嗎？如可以，
原理為何？如否，如何以皮托管間接求得流體之體積流率？（10 分）

第 2 題
半無限大（semi-infinite）之流體，y = 0 至y = ∞，位於原為靜止之平板上
（y = 0），時間
0
=
t
時，平板以V 的速度水平運動（x -方向運動），請求解
此邊界層（boundary layer）問題之流場：
2
2
/
/
y
v
t
v
x
x
∂
∂
=
∂
∂
ν
,
I.C.
0
=
xv
at
0
≤
t
,
B.C.
V
vx =
at
0
=
y
,
0
=
xv
at
∞
=
y
其中ν為動黏度（kinematic viscosity）。請以變數轉換
t
y
ν
η
4
/
=
求解
流場。（25 分）

第 3 題
一圓管外面包覆兩層熱絕緣層，圓管之內外半徑分別為0r 及1r 。第一層
（內層）熱絕緣層之外半徑為2r ；第二層（外層）熱絕緣層之外半徑為3r 。
圓管、第一層及第二層熱絕緣層之熱傳導度（thermal conductivity）分別
為k0、k1 及k2。管內及管外流體分別保持在
a
T 及
bT 的溫度。管子與管內
流體間之熱傳係數（heat transfer coefficient）為
ih ；管子與管外流體間之
熱傳係數為
oh 。請導出計算“基於外管壁面積之總熱傳係數”（overall
heat transfer coefficient based on the outer surface）
o
U 之公式及總熱傳量Q
之公式。（25 分）

第 4 題
利用填充塔以水吸收一可溶性氣體，平衡關係式可表示為ye = 0.06xe，其
中ye 為可溶性氣體在氣相之莫耳分率（mole fraction），xe 為該成份在
液相之莫耳分率。填充塔兩端之條件如下：在塔頂（bed top），x = 0，
y = 0.001；在塔底（bed bottom），x = 0.08，y = 0.009。如基於液膜之傳遞
單位高度（height of a transfer unit）Hx= 0.24 m，基於氣膜之傳遞單位高度
Hy = 0.36 m，則填充塔之高度為何？（20 分）

第 5 題
水流經一8 英吋鋼管之平均流速為6 ft/s。此鋼管在下游處分接至一8 英吋
主管及一2 英吋旁管（bypass）。在此分接段（bypassed section）內，8 英吋
主管之長度為16 ft，2 英吋旁管之相當管長為22 ft。水之密度為1 g/cmଷ
（= 62.4 lb/ftଷ），黏度（viscosity）為1 cp。入口及出口處之摩擦損失可
忽略。鋼管之粗糙度（roughness）為0.00015 ft。請問流經2 英吋旁管之
水流量占全部流量之比率為多少？1 ft = 12 in.，1 in. = 2.54 cm。（20 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。