
110 年特種考試地方政府公務人員考試試題
※注意:可以使用電子計算器。
不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號:
頁次:
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一、請回答下列問題:
在動量傳送與熱傳中,與分子擴散係數(molecular diffusivity)相對應
之物理量為何?(4分)
試問在求解一純氣體非恆溫流動系統之問題中,需使用到之統制方程
式(governing equations)及關係式有那些?(6分)
二、一熱球懸浮於巨大靜止之流體中,熱球之表面溫度固定為 TR,流體之溫
度為
,熱球之半徑及直徑分別為 R及D,熱球及流體之熱傳導係數
(thermal conductivity)分別為 ks及kf。在無任何對流之情況下,請求得
熱傳係數(heat transfer coefficient)之關係式。(20 分)
三、空氣流經一蒸汽加熱之管式熱交換器,相較於管內空氣側熱傳阻力,蒸
汽側及管壁之熱傳阻力可忽略。對於管內之流動,
,
其中 Nu 為納塞數(Nusselt number),Re 為雷諾數(Reynolds number),
Pr 為普朗特數(Prandtl number)。對於下列之各種情況,求出其q /
之變化比率。其中 q為熱通量(heat flux),
為對數平均溫度差
(logarithmic mean temperature difference, LMTD)。
空氣之壓力加倍,但空氣質量流率(mass flow rate)不變。(5分)
空氣質量流率加倍。(5分)
空氣流經之管子數加倍,但空氣質量流率不變。(5分)
管子直徑減半,但空氣質量流率不變。(5分)
四、以一板式吸收塔(plate absorption column)將含 30 mole%丙酮(acetone)
之混合氣體中的丙酮藉由非揮發性吸收油去除 97%。混合氣體中其餘成
分為空氣。進入板式吸收塔之油不含丙酮,油離開吸收塔時含 10 mole%
丙酮。平衡關係式為
。請畫出吸收塔之操作線(operating line),
並說明及顯示畫出操作線之中間計算過程,及求得理想階數(number of
ideal stages)。(25 分)

代號:
頁次:
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五、一直徑為 2 ft 之鋼管內水流平均流速為 15 ft/s。此鋼管之粗糙度
(roughness)ε為0.0003 ft。水之密度為 1 g/cm3(= 62.4 lb/ft3),黏度
(viscosity)為 1 cp。入口及出口處之摩擦損失可忽略。如在鋼管內置入
一光滑塑膠襯墊(smooth plastic liner)使得內徑變為 1.9 ft,請問如壓力
降維持不變,此時流量為原來流量之幾倍?(25 分)
單位換算:1 ft = 12 in.,1 in. = 2.54 cm,1 lb = 0.45359 kg,1 poise = 0.0672
lb/ft ∙ s。
Equivalent roughness for new pipes,
ε
(m)
Drawn tubing 1.5 ×10-5
Commercial steel 4.6 ×10-5
Wrought iron 4.6 ×10-5
Asphalted cast iron 1.2 ×10-4
Galvanized iron 1.5 ×10-4
Cast iron 2.6 ×10-4
Wood stove 1.8 ×10-4 to 9 ×10-4
Concrete 3 ×10-4 to 3 ×10-3
-4
-3
Reynolds number, NRe =
region
roughness