moea_joint_essay
102年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 2 題
📖 題組：
三、 有一重油轉化工場旋風分離器(Cyclone)之設計條件： (一)進口條件：觸媒顆粒流量 42.6 kg/s，觸媒顆粒密度($\rho_p$)1362 kg/m³，進口氣體流量5.66 m³/s，氣體黏度($\mu_g$)1.88×10⁻⁵ kg/(m．s)，氣相密度($\rho_g$)2.72 kg/m³，觸媒顆粒在Cyclone 進口氣相中之負荷(Loading of Solids in Inlet Gas)為 7.53 kg/m³； (二)觸媒顆粒粒徑分佈： | 重量分率 $\chi_i$ | 粒徑 $d_{pi}$ , m | |---|---| | 0.002 | 9×10⁻⁶ | | 0.018 | 12×10⁻⁶ | | 0.08 | 20×10⁻⁶ | | 0.2 | 32×10⁻⁶ | | 0.2 | 50×10⁻⁶ | | 0.2 | 73×10⁻⁶ | | 0.3 | 130×10⁻⁶ | (三)旋風分離器尺寸如【圖 1】：（Inlet 為箱形，Outlet 為圓柱形） 請利用【圖 2】、【圖 3】及【圖 4】，查圖並計算：
三、 有一重油轉化工場旋風分離器(Cyclone)之設計條件： (一)進口條件：觸媒顆粒流量 42.6 kg/s，觸媒顆粒密度($\rho_p$)1362 kg/m³，進口氣體流量5.66 m³/s，氣體黏度($\mu_g$)1.88×10⁻⁵ kg/(m．s)，氣相密度($\rho_g$)2.72 kg/m³，觸媒顆粒在Cyclone 進口氣相中之負荷(Loading of Solids in Inlet Gas)為 7.53 kg/m³； (二)觸媒顆粒粒徑分佈： | 重量分率 $\chi_i$ | 粒徑 $d_{pi}$ , m | |---|---| | 0.002 | 9×10⁻⁶ | | 0.018 | 12×10⁻⁶ | | 0.08 | 20×10⁻⁶ | | 0.2 | 32×10⁻⁶ | | 0.2 | 50×10⁻⁶ | | 0.2 | 73×10⁻⁶ | | 0.3 | 130×10⁻⁶ | (三)旋風分離器尺寸如【圖 1】：（Inlet 為箱形，Outlet 為圓柱形） 請利用【圖 2】、【圖 3】及【圖 4】，查圖並計算：
整體 Cyclone 觸媒顆粒收集效率。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 針對每種粒徑區間，計算其與 $D_{p,th}$ 的比值或利用查圖求取個別收集效率 $E_i$。
- 由圖3 查出單顆粒收集效率 $E_o$ (Single Particle Collection Efficiency)。
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AI 詳解
AI 專屬家教
計算整體收集效率需要評估每種粒徑在旋風分離器內的單顆粒收集效率，並根據入口固體負荷(Loading)修正。 已知 Loading = 7.53 kg/m³ $\approx 7.53 \times 1000 / 16 \approx 470$ grains/ft³ (由圖 4 的橫軸單位)。 對每一粒徑級距計算其與 $D_{p,th}$ ($11.7 \mu\text{m}$)的關係，並查圖得個別效率 $E_o$，再透過圖 4 對 Loading 修正得到實際效率 $E_L$，接著以重量分率加權平均。
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