統測
114年
[化工群] 專業科目(1)
第 41 題
在攪拌混合過程中，渦漩現象 (Swirling) 會影響混合效率，下列有關渦漩現象及其改善方法的敘述，何者正確？
- A 渦漩現象指的是液體受到攪拌葉片的旋轉作用產生的向心流動現象
- B 當攪拌器安裝位置偏離中心時，會破壞液體對稱流動模式，可減少渦漩現象產生
- C 在攪拌器附近增加導流管會讓輕質液體保持在頂部，無法改善渦漩現象
- D 加檔板會增強渦漩現象，不適合用於改善混合效率
思路引導 VIP
在攪拌過程中，渦漩現象 (Swirling) 本質上是液體隨葉片作同心圓式的切向流動 ($v_{\theta}$)，這會導致流體分層並降低混合效率。請你從流體力學的對稱性角度思考：若要有效打破這種穩定的旋轉流場，除了加裝擋板 (Baffles) 之外，改變攪拌器的『空間安裝幾何位置』會如何影響流場的對稱性？這種對稱性的破壞對於抑制渦漩與提升混合效果有何關聯？
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攪拌渦漩與改善
💡 透過破壞流動對稱性或增加阻力，消除渦漩以提升混合效率。
| 比較維度 | 中心無擋板攪拌 | VS | 偏心或加擋板攪拌 |
|---|---|---|---|
| 流動模式 | 對稱旋轉切向流 | — | 非對稱垂直循環流 |
| 液面狀態 | 中心深陷形成渦漩 | — | 液面平穩無明顯凹陷 |
| 混合效率 | 效率低，易吸入氣泡 | — | 效率高，剪切效果強 |
💬破壞流場的對稱性是消除渦漩、提升工業攪拌效率的核心手段。
