高普考題庫
110 年 110年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

輸送現象與單元操作

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1㈠一分子A 要擴散到一幾乎只含有B 分子的多孔體物質中有效擴散係數(effective diffusivity)為D,已知A 在多孔體物質中之克努森擴A, e散係數(Knudsen diffusivity)為D,且A 在B 之體擴散係數(bulkA, Kdiffusion coeff.)為D,請問三者之間關係?(5 分)AB㈡何謂濾媒,試述其作用功能?(5 分)㈢使用皮托管(Pitot Tube)測量圓管內流體流速時,皮托管之外徑不可大於管徑之幾分之幾?(5 分)㈣使用銳孔流量計時,大約要離銳孔盤約多少倍管徑距離之後不再受銳孔盤影響?(5 分)
申論 2有一泵欲將井水從高於地面2 m 抽到離地8 m 高的水塔中,抽水速率為2 L/s,水管直徑為2 cm,若各項摩擦損失可忽略,泵效率為70%,請算出所需要的泵功率。(20 分)11大氣壓大氣壓8m8 m2m2 m
申論 3一工程師欲使用兩層不同絕緣物質去隔絕一蒸汽管(直徑2.5 inch、長度L),A 絕緣物之熱傳導度為另一絕緣物B 的4 倍,每一層絕緣物的厚度皆為1inch,其排列有下圖(1)與(2)兩種。假若絕緣物質層之內外表溫度(T和T)固×定,請分別計算出圖(1)與(2)的熱傳量(heat transfer rate)q與q?並計q -q算(21)100%?(20 分)qBAr3r3r1r1r2Tr2T1BATT1(2)()
申論 4一開口水池的液體被泵至高度12 ft 的地方(如下圖所示),液體流量60 gal/min(比重= 0.90,蒸氣壓= 4.1 lbf/in2),在進口與出口之摩擦壓力0.8 lbf/in2 7.5 lbf/in245 lbf/in2損失分別為與,在點之液體為(計示壓力,gauge pressure),若泵之效率為η= 0.65,請決定:p㈠泵產生之壓力(10 分)㈡驅動泵所需之馬力(5 分)㈢靜壓力吸頭(NPSH)(5 分)2” 管泵12’4’水池註:單位換算1 ft3=7.481 gal1 atm=14.7 psia= 2116.2 lbf/ft21 g/cm3= 62.4 lbm/ft31Hp= 550 ft-lbf/s
申論 5非洲豬瘟病毒是一種高度傳染性之惡性豬隻疫病,若非洲豬瘟肉品進入國內,沒吃完變成廚餘拿去養豬,就可能成為國內感染途徑。由於病毒只有透過高溫蒸煮約90℃以上、持續一小時才能殺死病毒。為了解烹調豬肉時其內部溫度隨時間變化情形,將此問題簡化一熱傳問題:在非穩ρ = 991 kg/m0.5 kg20200ଷ態下,將一 的正方體豬肉塊溫度為℃,放置於四周都是℃×的熱油水中加熱,其熱傳係數為15 W/m2‧K,豬肉的密度,熱傳導係數k= 0.675 W/m‧K,熱擴散係數α =1.310m/s。若此豬肉塊的中心部位要達到90℃,至少需要烹煮多久?請列出其中一維度的控制方程式(governing equation)、初始與邊界條件(initial and boundaryconditions),不需要解方程式,但利用下列附圖計算出答案。(20 分)t /x2t /x2非穩態下平板的內部不同時間與位置的溫度變化圖