化學工程 93 年輸送現象與單元操作考古題

試解釋下列名詞： 相當直徑（Equivalent Diameter）（5 分） 自由含水率（Free Moisture Content）（5 分） 泛溢速度（Flooding Velocity）（5 分） 莫飛效率（Murphree Efficiency）（5 分）

利用離心泵吸取5 m 深的地下水，然後排放到10 m 高的排出口，排出口的錶壓力 （Gauge Pressure）為100 kPa，管線的內徑為5 cm，相當長度為30 m，若泵的體積 流率為30 m3/h，效率為0.6，則泵所需之功率為若干kW？（20 分） 注意： 水的密度為1000 kg/m3，黏度為1.0×10-3 kg/m.s 層流： e R 16 f = 紊流： 0.2 e 0.046R f − =

溫度為300 K 的原油，以5.0 kg/s 的流率，流入內徑為2.09 cm，外徑為2.67 cm 的管 中，出口溫度為340 K，已知管壁溫度為372 K，試計算下列各項： 原油吸收之熱量。（5 分） 熱交換器的溫度差。（5 分） 原油的熱傳係數。（5 分） 管子所需的長度。（5 分） 注意： 原油的物性為： = ρ 897 kg/m3 = P C 1.92×103 J/kgK = K 0.131 W/mK = µ 0.0228 kg/m.s 紊流時， 33 0 P 8 0 K C DV 023 0 K hD . . . ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = µ µ ρ 九十三年特種考試地方政府公務人員考試試題 科 別： 化學工程

在單效蒸發器中，欲將溫度為 C 21o ，流率為20000 kg/h 的有機膠質水溶液由10 %濃 縮至45%，加熱室使用之水蒸汽的錶壓力（Gauge Pressure）為100 kPa，蒸發室的絕 對壓力維持13.6 kPa，若溶液的沸點上升與稀釋熱均可忽略不計，試計算下列各項： 蒸發水量（Capacity）。（6 分） 蒸汽用量（Steam Consumption）。（8 分） 蒸發效益（Economy）。（6 分） 注意： 錶壓100 kPa 時，蒸汽溫度為 C 120o ，潛熱為 = λ 2200 kJ/kg 絕對壓力13.6 kPa 時，沸點為 C 51o ，潛熱為 = λ 2480 kJ/kg 溶液之比熱為 = P C 3.77 kJ/kg℃

半無限大（Semi-infinite）的靜止液體中，最初濃度為 0 A C ，若表面濃度突然提升為 S A C ，其質傳方程式可表為 2 A 2 AB A X C D t C ∂ ∂ = ∂ ∂ 試寫出它的邊界條件。（6 分） 令 0 S S A A A A C C C C − − = θ ， t D 2 X AB = η 將上式化為常微分方程式。（8 分） 已知 π φ 2 erf = ) ( ∫ − φ 0 2 e η η d ，且 1 ) erf( 0 ) 0 erf( = ∞ = , 試求液體中的濃度分布。（6 分）