化學工程 111 年高等輸送現象考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
一牛頓流體（Newtonian fluid）以層流（laminar flow）流經一水平圓管
內。圓管半徑為R，管長為L，壓力差為
0
L
p
p
，流體之密度為固定值
ρ，黏度（viscosity）為μ。請求解流體之體積流率，以及摩擦因數（friction
factor）與雷諾數（Reynolds number）間之關係式。（25 分）

第 2 題
在一吸收塔實驗中，液體由垂直小圓管內往上流動至頂部後，於外管側
以液膜形式向下流動。液體為牛頓流體，流動為層流，圓管外管側半徑
為R，外管側液膜厚度為(a-1)R，液體之密度為ρ，黏度為μ。請求解外
管側液膜之流場，以及液膜之質量流率。（25 分）
註：
2
2
ln
(
)ln
(
)
2
4
x
x
x
x dx
x
，

第 3 題
3
2 ln
(
)ln
(
)
3
9
x
x
x
x dx
x
三、一起始溫度為
oT 之半無窮大（semi-infinite）固體，占據
0
y 
至y 之
空間。在時間
0
t 
時，
0
y 
之表面溫度突昇為
1T ，且維持在該溫度。請
以變數轉換
/

第 4 題
y
t
，為熱擴散係數（thermal diffusivity），求解固
體之溫度分布( , )
T y t 。（25 分）
四、反應物A 擴散進入半徑為R 之球狀觸媒（spherical catalyst）反應生成生
成物B，A
B
。反應物A 於觸媒內之有效擴散係數（effective diffusivity）
為
A
D 。觸媒內A 之單位體積反應速率為
"
1
A
A
R
k a c
，其中
A
c 為氣體A
之濃度。在觸媒表面反應物A 之濃度為
AR
c
。請求解觸媒內A 之濃度分
布及觸媒有效度因數（effectiveness factor）。（25 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。