所屬科目：單元操作
1. 對於流體( fluid )之描述，下列何者正確？ (A) 液體為流體，但氣體不是 (B) 液體為可壓縮性流體( compressible fluid ) (C) 氣體為不可壓縮性流體( incompressible fluid ) (D) 液體與氣體都為流體
2. 下列哪一個物理量之因次 不是 L2 t–1 ？在此 L 代表長度之因次，而 t 代表時間之因次。 (A) 黏度( viscosity ) µ (B) 動黏度( kinematic viscosity ) ν = µ/ ρ (C) 熱擴散係數( thermal diffusivity ) α = k / ρCp (D) 擴散係數( diffusivity ) D
3. 下列氣體輸送裝置，何者用來輸送低於大氣壓力之氣體？ (A) 風扇( fan ) (B) 鼓風機( blower ) (C) 壓縮機( compressor ) (D) 真空泵( vacuum pump )
4. 在估算流體於非圓形管道流動產生之表面摩擦時，其直徑需改為相當直徑 Deq，其為四倍水力半徑 rH，而 rH 定義為通道的橫斷面積對於該通道沾濕周長的比值，則對空調常用之 長為 a，寬為 b 之長方形管道，其相當直徑 Deq 為下列何者？ (A) 2 a．b/( a + b ) (B) \( \sqrt{a \cdot b} \)(C) a – b (D) a + b
5. 下列何種分離方法使用於固體與氣體之分離？ (A) 集塵 (B) 沈積 (C) 浮選 (D) 類析
6. 下列何種為可直接讀出通過流體之體積流率，並需垂直安裝，而流體是由下往上流動之 面積式流量計？ (A) 皮托管( Pitot tube ) (B) 浮子流量計( rotameter ) (C) 文氏流量計( Venturi meter ) (D) 孔口流量計( orifice meter )
7. 下列之流體輸送裝置，何者在輸送液體時，雖然可產生較高之輸出壓力，但其流動為 不穩定而易有脈動現象？ (A) 往復泵 (B) 迴轉泵 (C) 離心泵 (D) 真空泵
8. 在雙套管熱交換器，若冷熱流體二端之溫度差分別為 ∆T1 及 ∆T2，若 ∆T1 > ∆T2，當冷熱 流體之比熱 Cp 及整段之總括熱傳係數 U 為定值時，則整段熱交換器之總傳熱速率為 qT = U．AT．( ∆T )eff，其中( ∆T )eff應為下列何者？ (A) ( ∆T1 + ∆T2 )/ 2 (B) ( ∆T2 – ∆T1 )/ln( ∆T2 /∆T1 ) (C) \( \sqrt{\Delta T_1 \cdot \Delta T_2} \) (D) ∆T1 – ∆T2
9. 下列傳熱程序中，何者之個別熱傳係數(薄膜係數)為最小？ (A) 水蒸汽之凝結 (B) 水沸騰 (C) 水(加熱或冷卻) (D) 空氣(加熱或冷卻)
10.對於輻射熱傳中，有關不透明( opaque )固體之敘述，下列何者為正確？ (A) 反射率為 1 (B) 吸收率為 1 (C) 穿透率為 0 (D) 穿透率為 1
11.下列何種熱交換器是表面上安裝有延伸表面裝置，目的為增加在較低個別熱傳係數 側的傳熱面積，以使總傳熱速率增加？ (A) 殼管式熱交換器( shell- and-tube exchanger ) (B) 鰭管熱交換器( fin-tube exchanger ) (C) 雙套管熱交換器( double - pipe exchanger ) (D) 刮面式熱交換器( scraped-surface exchanger )
12.密度為 ρ，通過截面積為 S 之流體，有四種可表示流率之方法分別為：平均速度 V ( average velocity )、體積流率 q ( volumetric flow rate )、質量速度 G ( mass velocity ) 及 質量流率m& ( mass flow rate )，在下列其相互關係中，何者為錯誤？ (A) \( \dot{m} = \bar{V} \rho S \)(B)) q = \overline{V} S(C)\(G = \overline{V}S\) (D)\(G = \overline{V}\rho\)
13.如要選擇強制循環或攪拌膜蒸發器，使蒸發溶液加熱時間短而可達到濃縮目的時，下面蒸發溶液的特性，何者為決定之主要因素？ (A) 濃度 (B) 發泡 (C) 溫度敏感性 (D) 鍋垢
14.在蒸餾時，其進料 q 值定義為輸入每莫耳進料所產生之汽提段中液流之莫耳數。當進料為部分蒸汽之狀態時，則 q 值為下列何者？ (A) 0 < q < 1 (B) q = 1 (C) q > 1 (D) q = 0
15.下列哪一個無因次群，其物理意義為慣性力與黏滯力之比值，而為流體流態判斷之依據？ (A) 雷諾數 Re ( Reynolds number ) (B) 普蘭特數 Pr ( Prandtl number ) (C) 葛拉修夫數 Gr ( Grashof number ) (D) 史密特數 Sc ( Schmidt number )
16.下列減積設備中，何者可以得到平均粒徑在 1 至 20μm 間之細粉末？ (A) 壓碎機( crushers ) (B) 超細研磨機( ultrafine grinders ) (C) 研磨機( grinders ) (D) 切削機( cutting machines )
17.恆壓過濾時，濾液的體積流率會隨時間而如何？ (A) 增加 (B) 先減後增 (C) 先增後減 (D) 減少
18.對於使用蒸汽( steam )凝結加熱時，下面何種裝置為防止未凝結蒸汽外流，並間歇容許冷凝水及不凝結氣體排出？ (A) 結晶過濾器 (B) 閘閥 (C) 蒸汽祛水器 (D) 機械密封
19.攪拌液體時，下列何者 不是 避免漩渦( swirl )的方法？ (A) 攪拌器偏心 (B) 增加轉速 (C) 加裝檔板 (D) 加導管 的
20.下列何種管件兼具有改變流向及調節流量之功能？ (A) 閘閥( gate valve ) (B) 球閥( globe valve ) (C) 角閥( angle valve ) (D) 止回閥( check valve )
21.對於水平圓管內之層流流動，已知圓管半徑為 20 cm，如流體對管壁之剪應力為 20 Pa， 試求流體在離管壁 5 cm 處之剪應力為多少 Pa？ (A) 0 (B) 5 (C) 10 (D) 15
22.對於水平圓管內之層流流動，已知圓管半徑為 20 cm，如流體之最大流速為 16 m/s，則 流體在距管壁 5 cm 處之流速為多少 m/s？ (A) 4 (B) 7 (C) 9 (D) 15
23.一 U 形管液柱壓力計內裝水銀(密度為 13.6 g/cm3 )，用來測量四氯化碳(密度為 1.6 g/cm3 ) 流經上方管線之流速，當由壓力計讀出水銀高度差為 10 cm 時，試問四氯化碳流經此壓力計之壓力差為多少( N / m2 )？ (設重力加速度為 9.8 m/sec2 ) (A) 120.0 (B) 1200.0 (C) 1117.6 (D) 11176.0
24.有一密度為 2.0 g / cm3 ，直徑為 0.5 cm 之球狀固體於帶有黏性之某液體中自由沈降，此液體之黏度為 4.0 poise，密度為 1.2 g/cm3 ，試求此球狀固體之終端速度( terminal velocity ) 為多少？ (A) 0.027 m/s (B) 0.054 m/s (C) 0.270 m/s (D) 0.540 m/s
25.密度為 0.90 g/cm3 ，黏度為 1.5 poise 之礦物油在內徑為 20 cm 之水平鋼管內流動，如測得 單位管長( 1 m)之壓力降為 60 Pa，求管內之最大流速為多少？ (A) 1.0 m/s (B) 2.0 m/s (C) 4.0 m/s (D) 8.0 m/s
26.一焚化爐自內向外由 20 cm 的防火磚、15 cm 之耐熱磚及 20 cm 之普通磚建造而成，其熱傳導係數分別為 2.0、0.15、0.5 kW/m．K，若爐內壁溫度為 1800 K，外壁溫度為 300 K， 求耐熱磚與普通磚界面之溫度為多少？ (A) 500 K (B) 600 K (C) 700 K (D) 1700 K
27.一平均溫度 350 ℃ 之流體流經鋼管(內徑 10 cm、外徑 12 cm、k = 30 kW/m．℃ )內側， 管外大氣之溫度為 25 ℃，流體之 h 為 60 W/m2 ．℃，空氣之 h 為 10 W/m2 ．℃，試計算每公尺管長之熱散失率為多少？(假設管壁的熱阻可忽略不計) (A) 207 W (B) 1159 W (C) 1289 W (D) 1632 W
28.原油以流量 2000 lb/hr 流經套管熱交換器的內管( ID = 2 in，OD = 3 in，管長 L = 10 f t )，其 溫度由入口處之 90 °F 升至出口處之 180 °F；以初溫為 400 °F 之熱媒流經內、外管間之 空間來加熱原油。若原油與熱媒間的最小溫差控制為 20 °F，試求原油與熱媒同向流動時， 熱媒的質量流率為多少 lb/hr？(設原油比熱為 0.5 Btu/lb．°F，熱媒比熱為 0.9 Btu/lb．°F ) (A) 500 (B) 600 (C) 650 (D) 700
29.甲苯在 250 °F 凝結於銅製冷凝管外側(銅管之內徑 Di = 0.620 in；外徑 Do = 0.750 in )， 其 ho 為 500 Btu/f t2 ．hr．°F，而平均溫度為 80 °F 的冷卻水流過管子之內側，其 hi 為700 Btu/f t2 ．hr．°F，若可忽略管壁的熱阻及沾污係數，試求管壁溫度 Tw 大約為多少？ (A) 120 °F (B) 159 °F (C) 181 °F (D) 220 °F
30.泰勒標準篩中 200 網目係表示由直徑 0.0021 吋金屬線編織而成，請問此標準篩孔徑約為多少？ (A) 0.0011 吋 (B) 0.0019 吋 (C) 0.0029 吋 (D) 0.0039 吋
31.下列有關以 McCabe -Thiele 法來估計蒸餾塔的理想板數中，何者敘述正確？ (A) 回流比愈大，所需的理想板數愈多 (B) 回流比愈大，蒸餾塔的加熱與冷卻負荷愈小 (C) 回流比大小決定進料線的斜率 (D) 假設塔內蒸氣和液體的莫耳流率在各段近乎一定，為定莫耳溢流
32.將含有不可揮發性溶質成份 12 wt％(重量百分率)之溶液 100 公斤，濃縮至溶質成份為 30 wt％(重量百分率)之濃縮液，所需除去的溶劑量為多少公斤？ (A) 18 (B) 24 (C) 46 (D) 60
33.下列有關蒸餾塔板效率之敘述，何者為正確 ？ (A) 總板效率( overall efficiency )有可能大於 1 (B) 莫飛效率( Murphree efficiency )有可能大於 1 (C) 局部效率( local efficiency )有可能大於 1 (D) 莫飛效率之定義為整個塔所需之理想板數與實際板數之比值
34.硫酸鈉溶液以 200 kg / hr 流經一單效蒸發器，其濃度由 3 wt %增濃至 30 wt % (重量百分 比)，如此單效蒸發器之經濟效益為 0.9，請問所使用之加熱水蒸氣質量流率為下列何者？ (A) 100 kg/hr (B) 200 kg/hr (C) 300 kg/hr (D) 400 kg/hr
35.單獨球體對靜止流體熱傳時，其流體與球體面間產生熱傳遞之奈塞數 ( Nusselt number Nu = hD / k ) 為多少？ (A) 1.0 (B) 2.0 (C) 3.6 (D) 4.4
36.在 300 K 時，O2應維持多少分壓？才能夠保持在水中的濃度為 2.2 × 10–3 kg O2 / kg H2O， 假設在該條件下，O2在氣液兩相間的平衡關係遵守亨利定律( Henry’s law )，已知 亨利定律常數 H = 1000 atm/mole fraction。 (A) 2.20 × 10–6 atm (B) 0.22 atm (C) 1.24 atm (D) 2.20 atm
37.當 298 K 的水流經內徑為 4 cm 的圓管，平均流速為 0.02 m/s 時，其范寧摩擦因子 ( Fanning friction factor )的值為多少？(假設水的密度為 1 g/ cm3 ，黏度為 1 cP ) (A) 0.02 (B) 0.04 (C) 0.20 (D) 0.40
38.如流體流經水平圓管形成層流時，其壓力損失與流體平均速度之關係為下列何者？ (A) 壓力損失與流體平均速度成反比 (B) 壓力損失與流體平均速度平方成正比 (C) 壓力損失與流體平均速度平方成反比 (D) 壓力損失與流體平均速度成正比
39.下列與強制對流熱傳 無關 的無因次群是何者？ (A) 雷諾數 Re ( Reynolds number ) (B) 奈塞數 Nu ( Nusselt number ) (C) 普蘭特數 Pr ( Prandtl number ) (D) 葛拉修夫數 Gr ( Grashof number )
40.已知有一物體在 500 ℃ 時之輻射強度為 100 kW/m2 ，試推算此物體在 1000 ℃時之輻射 強度為多少 kW/m2 ？ (A) 200 (B) 400 (C) 736 (D) 1600
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