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110年
理化、化工裝置
第 50 題
有關管式反應器的敘述，下列何者錯誤？
- A 此反應器為連續式操作
- B 控制溫度容易
- C 適合反應速率快的氣相反應
- D 設備費較槽式反應器便宜
思路引導 VIP
請想像反應物在一個細長的管道中快速流動，如果某段區間突然發生劇烈的放熱反應，在沒有任何攪拌槳葉輔助混和的情況下，系統要如何確保這股熱量能立刻傳遞給後方剛進來的冷料，進而維持整條管線從頭到尾的溫度都完全一致呢？
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恭喜你精準地辨識出管式反應器（PFR）的核心侷限性！這題測試的是對於不同反應器類型在熱量管理上的關鍵差異，你能選出 (B) 代表你對反應器的物理結構與操作特性有很清晰的連結。
管式反應器的構造與熱管理挑戰
管式反應器本質上是一段長管，反應物在其中以「栓流」方式推進，這種設計非常適合連續式操作，且因構造單純，通常比具備攪拌裝置的槽式反應器設備費更便宜。特別是在處理高流速、反應速率快的氣相反應時，PFR 能提供良好的轉換效率。然而，正是因為管內缺乏主動攪拌機構，反應產生的熱量 $Q$ 難以在徑向或軸向快速均勻化，容易在管線中段形成顯著的溫度梯度（Temperature Gradient）甚至局部過熱（Hot spots）。
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