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普考申論題 111年 [化學工程] 化工機械概要

第 一 題

📖 題組:
一、請回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

解釋氣體吸收塔的操作中,負載(loading)及溢流(flooding)的意義。(10 分)

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這題考驗對氣液傳質設備中「壓降與流量關係」的理解。思考時應從氣體與液體在填充塔內「逆流」接觸的情境出發。重點在於觀察當氣體流速增加時,液體滯留量如何變化,並進而影響壓降。負載點是「開始受干擾」的轉折,而溢流點則是「操作極限」的崩潰。

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【考點分析】 填充塔(Packed Tower)流體動力學、氣液逆流操作特性、壓降曲線變化。 【理論/法規依據】

小題 (二)

銳孔流量計的前後差壓減為原來前後差壓的 1/4,則其流量減為原來的多少?(5 分)

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這是一題典型的公式推導運算。看到流量計,首先想到白努利方程式(Bernoulli's equation)推導出的流量基本公式。核心關鍵在於:流量(Q)與壓差(ΔP)的開根號成正比。只要建立這個比例關係,答案就能秒殺。

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【考點分析】 銳孔流量計(Orifice meter)原理、流量與壓差之關係。 【理論/法規依據】

小題 (三)

當兩相同離心幫浦並聯時,請問其流量與排出壓力為使用單一離心幫浦的幾倍?(5 分)

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思考幫浦的組合特性。想像兩根水管匯流(並聯)與一根水管接另一根(串聯)的差別。並聯的目的是「增加流量」,而串聯的目的是「增加揚程(壓力)」。在相同揚程(壓力)下,並聯的流量是各幫浦流量之和。

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【考點分析】 離心幫浦(Centrifugal Pump)的並聯操作特性。 【理論/法規依據】

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