高普考題庫
94 年 094年公務人員高等考試三級考試暨普通考試第二試

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 1比重為0.83、黏度為3.4 cP 之油品,由1 atm 之開放儲槽中,以75 mm 內徑的管子,經由泵輸送至錶壓力(gauge pressure)為345 kPa 的密閉儲槽中,設流率為10500 kg/h,排出口在開放儲槽液面的下方21 m 處,管子含所有管件之相當長度為150 m,泵之效率為0.6,試計算泵所需之功率。(20 分)註:層流時,f =;紊流時,f = 0.046 Re-0.2Re
申論 24500 kg/h的膠體水溶液,在單效蒸發器中,由5%濃縮至45%,入料溫度為15.6℃,比熱為4.06 kJ/kg‧K,假設沒有沸點上昇,加熱器使用198.53 kPa的飽和水蒸汽,而蒸發室之壓力為15.3 kPa,熱交換器的總括傳熱係數為1950 w/m2‧K,試求:(每小題10 分,共20 分)㈠蒸發效益㈡加熱面積註: 15.3 kPa時,T = 54℃,h = 229.10 kJ/kg,h = 2595.72 kJ/kgliqvap101.3 kPa時,T = 100℃,h = 419.42 kJ/kg,h = 2671.22 kJ/kgliqvap198.53 kPa時,T = 120℃,h = 503.71 kJ/kg,h = 2706.31 kJ/kgliqvap
申論 320℃的水,以75 mm內徑,長度為200 m的管子,由水池送至離水池水面上方10 m的凝結器中,並於1 atm排出,已知在凝結器中的摩擦損失,相當於管中速度的16 個速度揚程(velocity head),設管線的摩擦係數f = 0.006,水的密度為1000 kg/m3,泵之特性如下表所示:體積流率,m3/s 0.0028 0.0039 0.0050 0.0056 0.0059產生揚程,m 23.2 21.3 18.9 15.2 11.0效率 0.50 0.55 0.6 0.55 0.50試求:(每小題10 分,共20 分)㈠流體所需揚程h 與體積流率之關係㈡體積流率及泵所需之功率科 別: 化學工程科 目: 輸送現象與單元操作
申論 4在燃燒室中,氧氣由空氣擴散到碳板的表面,並與碳迅速反應,生成CO與CO,其反應式為:4C + 3O → 2CO + 2COOCOCOZ = δZ = 0假設擴散薄膜之厚度δ = 5mm,空氣濃度C = 0.0407 kg‧mol/m3,氧氣之擴散係數D = 2.06 × 10-5 m2/s,試計算每平方公尺面積,氧之擴散速率為若干kg‧mol/s‧m2。AB(20 分)
申論 5直徑1.75cm 的丸懸掛於280K、1 atm 的氣流中,氣流之流速為1.4 m/s,試計算:(每小題10 分,共20 分)㈠丸最初的蒸發速率㈡丸直徑減為原來直徑的一半時,所經歷的時間計算所需之數據如下:球體之質傳係數之經驗公式為:kDDVvc=0.2+6.0()2()3DvDABAB280K時,之蒸氣壓為2.8 Pa,密度為1.14 ×103 kg/m3,分子量為128 kg/kgmol,動黏度v為1.388 ×10-5 m2/s,擴散係數為5.57 ×10-6 m2/s。氣體常數R = 8.314 Pa‧m3/mole‧K