化學工程 93 年化工機械概要考古題

化工製程使用蒸氣，為避免蒸氣在輸送過程中熱量損失，蒸氣管常用絕緣材料保溫， 現有10 公尺外徑10 公分之蒸氣管輸送120℃之蒸氣，上裹以厚2.5 公分熱傳係數 k = 0.1 kcal/hr · m ·℃之保溫材料，其外層測得溫度為50℃，試求該蒸氣管每小時之熱 量損失，以kcal 表之。（20 分）

請回答下列問題：(每小題5 分，共20 分) 利用蒸餾塔分離混合物，若分離出的產品純度不足時，這蒸餾塔設計時有什麼錯 誤？ 若蒸餾塔無法達到我們欲要求的煉量時，這蒸餾塔設計時有什麼錯誤？ 一個單獨的蒸餾塔可以分離共沸混合物嗎？請簡單說明理由。 分離ABC 三成分的混合物，以AB/C AB A/B 及A/BC A 兩種操作， 其成本是否相同？請說明。 C BC B/C

何謂平衡蒸餾，請以繪圖說明之。（20 分）

請寫出Reynolds number, Prandtl number, Nusselt number 及它們所含各物理量的意 義。例如，Grashof number,

何謂流體化乾燥機，如何操作？適用在何種物料？（20 分）

2 2 D g t Gr ρ β µ ∆ = , 其中 D：直徑；ρ：流體密度；μ：黏滯 係數⋯⋯。（20 分） 三、請問下列各操作應用那一類相平衡（汽液、液液、固液、氣固）考慮以設計所需的 設備：（15 分） 汽油的煉製 有機溶劑萃取大豆油 水從丙酮-醋酸二酯溶液中萃取丙酮 愛玉的萃取 冰糖的製造

大豆含油量為18%，作為沙拉油工廠的工作人員，你如何將油提煉出來，試繪出簡單 流程。（20 分）

解釋下列閥的特性及適用場所：（15 分） Slide valve Butterfly valve Needle valve

濕度（humidity）如何定義？試以水分子量18，水蒸氣分壓 O H2 P ，大氣壓力為一大氣 壓，空氣分子量為29，以方程式表示濕度H，並請定義相對濕度（relative humidity） RH。（20 分）

氨極易溶於水。欲以此特性以水吸收空氣中的氨。現空氣中氨的濃度為0.05 mole%， 而水含氨的濃度已經是0.03 mole%，常溫、常壓下氨的氣液平衡關係為y = 0.94 x， 請計算： 此時氨水能容許氨的最高濃度？(10 分) 此含有0.03 mole% 氨的水，是否還能吸收更多的氨？(10 分) 若用於吸收氨的水之濃度已是0.04 mole%，它還能再吸收氨嗎？(10 分)