化學工程 112 年化工機械概要考古題

膜分離技術常用於液液分離，針對薄膜分離技術之應用，請回答下列問題： 說明薄膜分離的種類及與其相應之基本原理為何？（10 分） 說明影響薄膜分離的因素有那些？（5 分） 說明膜分離製程的操作模式有那些？（5 分）

水（密度998 kg/m3，黏度1.3 cp）以5 m/s的速度流經內管5 cm，外管12 cm 的雙套管環形空間，試求其：水力半徑；（5分）相當管徑；（5分） 雷諾數為何？（5分）並判斷為層流或亂流。（5分）

關於結晶，請回答下列問題： 何謂結晶？（5 分） 說明工業上使用的結晶法。（5 分） 畫圖說明適用之連續式結晶器。（10 分）

何謂結晶？（5分）並解釋赫夷法則（Law of Hauy），（5分）另請敘述各 種結晶方法的原理，（5分）並試舉2個以結晶製作出的日常物質。（5分）

使用泵（效率為60%）將密度1.84 g/cm3 的液體，由A 槽（位置1）以 0.264 m3/min 流率輸送至開放水槽B（位置2），泵之吸水管內徑為77.9 mm， 出水管內徑為52.5 mm。B 槽位置點高於A 槽20 m，管線之摩擦損失為 30 J/kg，試計算泵所需功率（kW）及泵產生之壓差？（20 分）

請寫出一般熱傳的驅動力（5分）與熱傳導的傅立葉定律。（5分） 有一材料相同的平板耐火磚緊密黏合，兩端溫度分別為1200℃與 50℃，A片厚度5公分，B片厚度12公分，求A、B二片耐火磚介面溫度 為何？（10分）

有一雙套管熱交換器（內管之管徑為2.54 cm，外管之管徑為3.82 cm， 長度為8 m）用冷水採逆流式冷卻熱油。熱油流率為0.1 kg/s，油由95℃ 被冷卻至65℃，比熱為2.42 kJ/（kg·K），外管冷水流率為0.2 kg/s， 冷水入口溫度為30℃，比熱為4.18 kJ/（kg·K），試求：冷水出口溫度、 總熱傳係數。（20 分）

一溼陶瓷重40 kg，經80℃相對溼度10%的空氣乾燥至恆重32 kg，隨後放 入120℃烘箱中乾燥5分鐘至29.5 kg（乾燥面積0.1 m2），請計算此物料之 總含水率、（5分）自由含水率、（5分）平衡含水率（5分）與烘箱中之乾 燥速率。（5分）

關於液液萃取，請回答下列問題：（每小題4 分，共20 分） 何謂液液萃取？ 萃取劑如何選擇？ 蒸餾與萃取都是液液分離的方式，在什麼情況下會採用萃取操作？ 說明常見之萃取裝置有那些？ 何謂超臨界萃取？ A B

一單效蒸發器（加熱面積= 49.4 m2）濃縮4560 kg/h，20%，60℃糖水 （焓值= 214 kJ/kg）至50%（沸點105℃，焓值= 505 kJ/kg）。使用115.6℃ 的飽和蒸汽（潛熱= 2214 kJ/kg），蒸發所得蒸氣焓值= 2667 kJ/kg。請計 算：（每小題5分，共20分） 每小時有多少濃縮液與蒸氣產出 每小時蒸氣使用量 蒸發器的經濟效益 蒸發器的總熱傳係數（kJ/h･m2･K）