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中油公司 » 專業科目 » 模擬題庫 » 煉製類、安環類 » 化工裝置模擬試題
單選題
每題2分
1. 下列有關流體流量量測裝置的敘述,何者正確?
(A)孔口流量計為一種面積式流量計
(B)浮子流量計為一種差壓式流量計
(C)一皮托管(計)安裝於一內徑300mm直管之管中心處,若讀出之壓力差為2000Pa且直管中流體密度為1000kg.m
-
3
,皮托管係數(流量係數)為1,則管中心流體之流速為2m.s
-
1
(D)同一流體流經一孔口流量計,若壓差變為原來的2倍,且放洩(流量)係數為定值,則管中流量為原流量的2倍。
2. 有兩根相同管長不同直徑的水平圓管(管1和管2),將水各別輸送流過兩根圓管時,其進出口壓力降相等,假設摩擦係數相同,並忽略管子之入口及出口效應以及入口摩擦損失。若兩根圓管直徑的關係為D
1
=1.5D
2
,則此時流經兩管之水流體積流率(
、
)的關係,下列何者正確?(1.5
0.5
=1.225)
(A)
(B)
(C)
(D)
。
3. 有一由1.0mm及1.2mm兩種粒徑、密度相同之球形顆粒混合而成之物料,擬以一高黏度、密度略小於顆粒密度之油料,將此物料之兩種顆粒分離。此混合顆粒物料由一管柱上方置入,油料以層流方式由管柱下方向上流動,顆粒於油料中之沉降適用史托克斯定律,粒徑1.0mm之顆粒在靜止油料中之終端速度為0.5mm·s
-
1
,油料向上流速擬採兩種顆粒於靜止油料終端速度之平均值,則此油料流速為多少mm·s
-
1
?
(A)0.55
(B)0.57
(C)0.59
(D)0.61。
4. 填充吸收塔的操作,氣液逆流之單位長度壓力降(-ΔP/L)與氣體表面質量速度(G
y
)之關係,如圖所示,圖中G
X1
、G
X2
代表不同的液體質量速度。試問下列何者正確?
(A)G
X1
大於G
X2
;且點2為負載點,點1為氾溢點
(B)G
X1
小於G
X2
;且點2為負載點,點1為氾溢點
(C)G
X1
大於G
X2
;且點1為負載點,點2為氾溢點
(D)G
X1
小於G
X2
;且點1為負載點,點2為氾溢點。
5. 一連續式精餾塔的進料含苯及甲苯各50wt %,其流率為100kg/h。若塔頂產物含苯95wt %,塔底產物含甲苯95wt %,試問塔頂及塔底產物的流率各為多少kg/h?
(A)40,60
(B)50,50
(C)60,40
(D)70,30。
6. 有一密閉油槽,液面至槽底為3m,液面上方為油蒸氣和空氣的混合氣體,其絕對壓力為2atm。已知液態油之密度為800kg.m
-
3
,若外界壓力為1atm,則槽底之錶壓為多少Pa?(假設重力加速度為10m.s
-
2
;1atm=1.01×10
5
Pa)
(A)1.05×10
5
(B)1.15×10
5
(C)1.25×10
5
(D)1.35×10
5
。
7. 若時間、長度、質量及溫度的基本因次分別以θ、L、M及T表示時,則下列物理量的因次何者正確?
【1】加速度的因次為Lθ
-
1
【2】力的因次為MLθ
-
2
【3】壓力的因次為ML
-
1
θ
-
2
【4】功率的因次為ML
2
θ
-
3
【5】雷諾數的因次為ML
-
1
θ
-
1
(A)【1】【2】【3】
(B)【2】【3】【4】
(C)【1】【4】【5】
(D)【1】【3】【4】。
8. 甲生於實驗室中,將1kg的某液體自25˚C加熱到50˚C,共耗去100kJ。求此液體之比熱為若干J/g.˚C?(假設忽略熱傳損失)
(A)4.0
(B)2.0
(C)1.0
(D)0.5。
9. 某液體以1m·s
-
1
的平均速度流經內徑為0.1m的水平圓管中,每公尺管長的壓力降為80Pa,若摩擦係數(Fanning friction factor)為0.005,則液體的密度為多少kg·m
-
3
?
(A)700
(B)800
(C)1000
(D)1200。
10. 已知有一流體在內半徑r為0.5m的圓管內流動,此液體密度ρ為800kg/m
3
,黏度μ為0.01 kg/m.s,以流量計測得圓管正中心點的流速v
c
為0.03m/s,試求流體在圓管中的平均質量流率(kg/s)?
(A)0.0118
(B)0.0236
(C)9.42
(D)18.8。
11. 工廠需要連接兩條六英吋不鏽鋼管(此管徑不鏽鋼管可視作大管徑類別),應選用下列何種管件?
(A)管接頭(coupling)
(B)管套結(union)
(C)螺紋接頭(nipple)
(D)凸緣(或稱法蘭flange)。
12. 熱交換器在內管或管群之外表面加上鰭片(延伸表面),其最主要的功用為何?
(A)增加溫度差
(B)支撐內管
(C)增加機械強度
(D)增加熱傳面積。
13. 有一化學工廠以一座殼管熱交換器進行液體預熱,管束總表面積為50m
2
,總傳熱係數為1.04kW m
-
2
K
-
1
,殼側入口為100˚C飽和水蒸汽,殼側出口為100˚C冷凝水,若液體由20˚C預熱至80˚C,液體之比熱為3750J kg
-
1
K
-
1
,假設熱交換器無熱損失,則此熱交換器預熱液體的流率為多少kg s
-
1
?(ln 4=1.386)
(A)5
(B)10
(C)15
(D)20。
14. 在101.3kPa、90˚C時,苯與甲苯組成理想溶液,於液相中苯的莫耳分率為0.2,已知90˚C苯-甲苯的相對揮發度為2,則於氣相中,苯的分壓為多少kPa?
(A)20.3
(B)33.8
(C)40.5
(D)67.5。
15. 在水中沉降固體顆粒A和B,以沉降分析法進行分析,發現顆粒A的終端速度大於顆粒B的終端速度,則下列敘述何者正確?
(A)A的粒徑一定大於B的粒徑
(B)A的顆粒密度一定大於B的顆粒密度
(C)A的顆粒體積一定大於B的顆粒體積
(D)A和B的顆粒密度一定大於水的密度。
16. 潛水員在青藏高原潛入深度20公尺的湖水中,所受的絕對壓力約為多少mmHg?(青藏高原大氣壓力為600mmHg;湖水及汞的比重分別為1和13.6)
(A)600
(B)1470
(C)2070
(D)2230。
17. 有關攪拌機之敘述,下列何者正確?
【1】旋轉軸偏心可以改善渦旋現象
【2】渦輪攪拌機一般以高轉速運轉,可將低黏度流體於短時間內混合均勻
【3】槳式攪拌機適用於高轉速旋轉及低黏度流體之操作
【4】槳式攪拌機屬大直徑、徑流式之攪拌機
【5】螺旋槳攪拌機葉片掃出之流體為徑向流動
(A)【1】【2】【4】
(B)【1】【3】【5】
(C)【2】【3】【5】
(D)【2】【4】【5】。
18. 若異丁烷對正丁烷的相對揮發度為2.0,有一異丁烷與正丁烷液相混合物中正丁烷的莫耳分率為0.40。試求該平衡系統中之氣相所含正丁烷的莫耳分率為多少?
(A)0.25
(B)0.43
(C)0.57
(D)0.75。
19. 下列何種熱交換器,較適合用於食品加工廠中快速冷卻或加熱的製程?
(A)板式
(B)鰭管式
(C)雙套管式
(D)殼管式。
20. 下列有關蒸餾操作的敘述,何者正確?
(A)相對揮發度越小的混合物越易分離
(B)對於精餾塔,理論板數通常大於實際板數
(C)一般工業上,最適回流比約為最小回流比的3~5倍
(D)精餾塔中回流比提高,所需理論板數減少。
21. 某生由文獻查得純水和30wt % NaOH水溶液在不同壓力下的沸點,如表所示,根據杜林法則,表中30wt % NaOH水溶液在55.6kPa下的沸點約為多少˚C?
(A)98
(B)99
(C)100
(D)101。
22. 下列何者為板式熱交換器的特點?
(A)熱傳係數較殼管式熱交換器低
(B)熱傳面積可因需要任意增減
(C)相同熱傳面積時,裝置體積較殼管式熱交換器大
(D)積垢較殼管式熱交換器難清除。
23. 有一鮮乳製造工廠採用超高溫瞬間滅菌製程生產鮮乳,製程中欲以一熱交換器將預熱鮮乳由66˚C瞬間加熱至130˚C,則此熱交換器應採下列何種熱交換器最為適合?
(A)板式熱交換器
(B)殼管式熱交換器
(C)夾套熱交換器
(D)盤管熱交換器。
24. 新砌高溫爐耐火磚壁厚40cm,內外壁溫分別為1573K及300K,此時熱損失1.50kW。估計使用十年後,耐火磚壁厚變成30cm,假設熱傳面積、熱傳導係數、內外壁溫不變,則熱損失變成多少kW?
(A)1.13
(B)1.80
(C)2.00
(D)3.00。
25. 欲將流量為500kg/hr的10wt %氯化鉀水溶液濃縮成為20wt %的氯化鉀溶液,則需蒸發的水蒸汽流量為多少kg/hr?
(A)50
(B)100
(C)200
(D)250。
26. 化學氣相沉積法是半導體製程的重要技術之一,其所使用的無縫不鏽鋼管規格依照ANSI的規範製造,並以公稱管徑與管號來表示鋼管的規格。下列關於公稱管徑與管號的敘述,何者
不
正
確
?
(A)管號與鋼管的壁厚有關
(B)公稱管徑相同的鋼管,管號愈大者,可耐壓力愈大
(C)公稱管徑相同的鋼管,管號愈大者,其外徑愈大
(D)公稱管徑相同的鋼管,管號愈大者,其管壁愈厚。
27. 連續式精餾裝置中,下列哪一個裝置負責提供液-氣兩相的逆流接觸?
(A)再沸器(reboiler)
(B)冷卻器(condenser)
(C)精餾塔(rectification column)
(D)回流器(reflux distributor)。
28. 有一頂部密閉之壓力筒內裝有水,水面距離筒底27cm,液面上為加壓氣體,在距筒底部的上方3cm處裝有一根水平毛細管,毛細管出口閥關閉,壓力筒另裝有一開端式U型差壓計,內填充水銀,整體裝置如圖所示。當差壓計中水銀液面高差為10cm,外界氣壓為1atm,試問此時毛細管入口絕對壓力為多少Pa?(假設水的密度為1g.cm
-
3
,水銀密度為13.6g.cm
-
3
,忽略加壓空氣密度,重力加速度為10m.s
-
2
,1atm=1.01×10
5
Pa)
(A)1.08×10
5
(B)1.17×10
5
(C)1.26×10
5
(D)1.33×10
5
。
29. 關於泵的敘述,下列何者正確?
(A)往復泵會有氣結現象(air binding)發生
(B)離心泵輸送流體會有脈動現象
(C)氣升泵屬正排量泵
(D)單泵常用於高黏度流體之輸送。
30. 下列有關空氣濕度的敘述,何者
錯誤
?
(A)相對濕度小於百分濕度
(B)濕球溫度等於絕熱冷卻溫度
(C)在飽和濕度的環境下,乾球溫度等於濕球溫度
(D)乾球溫度和濕球溫度相差越大,濕度越低。
31. 單一氣體被液體吸收的量(物理吸收),稱作氣體溶解度(gas solubility),通常氣體溶解度隨吸收溫度及該氣體在氣相的分壓不同而改變,下列有關氣體溶解度的敘述,何者正確?
(A)隨溫度增加而減少,隨分壓增加而增加
(B)隨溫度增加而增加,隨分壓增加而增加
(C)隨溫度增加而減少,隨分壓增加而減少
(D)隨溫度增加而增加,隨分壓增加而減少。
32. 一連續式蒸餾塔每小時進料100莫耳之苯-甲苯混合溶液(苯為40莫耳,甲苯為60莫耳),假設塔內各板皆為理想板,塔頂出料之飽和蒸氣溫度為83.5˚C,壓力為101.3 kPa(溫度-莫耳分率組成圖如圖所示),塔底產物含甲苯90 mol %,則下列何者正確?
(A)塔頂產物流率為20.5 mol·h
-
1
(B)塔底產物流率為62.5 mol·h
-
1
(C)塔底產物的莫耳流率為塔頂產物莫耳流率的2.5倍
(D)塔頂產物含苯為80mol %。
33. 有一高溫爐以20cm厚的耐火磚(其熱傳導度為k
1
=0.89 kcal/hr-m-˚C)及若干厚度的絕熱磚(其熱傳導度為k
2
=0.06 kcal/hr-m-˚C)所構成。若內壁溫度為1000˚C,外壁溫度為38˚C,可允許的最大熱損失為750 kcal/hr-m
2
,則絕熱磚的厚度至少應為多少cm?
(A)4.35
(B)5.35
(C)6.35
(D)7.35。
34. 100公升的水中含有80公克碘,利用150公升四氯化碳進行一次萃取,萃取後,若100公升水萃餘相含有10公克碘,則碘對四氯化碳與水的分配係數(K=
)為何?
(A)3.33
(B)3.67
(C)4.33
(D)4.67。
35. 下列單位轉換關係,何者正確?
(A)100˚C=323K
(B)1.0ℓb(磅力=98N(牛頓))
(C)1.0kW‧h(千瓦小時)=36×10
3
kJ(千焦耳)
(D)1.0kg‧s
-
1
m
-
2
=0.42ℓb‧s
-
1
‧ft
-
2
。
36. 若欲從蔗糖溶液製取粗大顆粒的蔗糖結晶,應該將蔗糖溶液的飽和度保持於何種狀態?
(A)介穩定區(meta-stable region)
(B)穩定區(stable region)
(C)未飽和區(unsaturated region)
(D)不穩定區(unstable region)。
37. 兩平板中間夾一塊與平板等面積且可忽略厚度之薄電熱板,其產生之熱能經兩側平板傳導散熱至大氣中,若系統達恆穩狀態,各部分溫度及平板厚度如圖所示,左邊平板導熱係數為右邊平板導熱係數的兩倍,假設平板組之兩側大氣溫度相等、左右兩側平板表面至大氣之熱傳送係數相等且平板邊緣無熱散失,則下列敘述何者正確?
(A)左邊平板熱流率為右邊平板熱流率之10倍
(B)左邊平板熱流率為右邊平板熱流率之20倍
(C)大氣溫度為20˚C
(D)大氣溫度為30˚C。
38. 下列關於道爾增稠器(Dorr thickener)與沉降槽(settler)的比較,何者正確?
(A)道爾增稠器是平底的大圓槽,沉降槽是斜底大圓槽
(B)道爾增稠器與沉降槽都是利用離心力的作用,使固體與液體分離的裝置
(C)道爾增稠器是連續式裝置,沉降槽是批次式裝置
(D)道爾增稠器中的澄清液由升舉式虹吸管排出,沉降槽由溢流堰排出。
39. 有關固體減積的操作,下列敘述何者
錯誤
?
(A)減積可使固體顆粒的總表面積增加
(B)研磨機可將固體減積至微米級大小
(C)顎式壓碎機(jaw crusher)可將粗大固體顆粒減積至微米級大小
(D)球磨機的減積方法包括撞擊(impact)與銼磨(attrition)。
40. 中央氣象局報導臺北市天氣,氣溫24~27˚C,濕度83%,此濕度是:
(A)絕對濕度
(B)飽和濕度
(C)百分濕度
(D)相對濕度。
41. 在套管熱交換器內以熱水加熱一液體,欲獲得較大的熱傳速率,以何種方式操作較佳?
(A)順向
(B)逆向
(C)順向與逆向效果相同
(D)不能比較。
42. 下列有關管、管件及閥的敘述,何者正確?
(A)公稱管徑相同的鋼管,其管外徑相等
(B)凸緣接合適用於2吋以下管之接合,此接合法密封度可靠
(C)全開的閘閥(gate valve)比全開之球閥(globe valve)有較大的型態摩擦之相當管長與管徑比(L
e
/D)
(D)鼓風機(blower)提供的風壓小於風扇(fan)。
43. 利用玻璃球作為填料,填充一固定床,床體的整體密度(bulk density)約1.06g.cm
-
3
,已知玻璃顆粒密度(particle density)是2.20g.cm
-
3
,試問床體的空隙度(porosity)為何?
(A)0.620
(B)0.518
(C)0.482
(D)0.212。
44. 下列何種蒸發器可獲得較高的總包熱傳係數及可加裝結晶濾除器,以防止濃縮液的提前結晶?
(A)強制循環蒸發器
(B)長管蒸發器
(C)短管蒸發器
(D)攪拌膜蒸發器。
45. 下列裝置何者
不具有
熱量傳送的功能?
(A)蒸發器
(B)袪水器
(C)冷凝器
(D)重沸器。
46. 苯-甲苯溶液之氣液平衡關係如圖所示,則苯-甲苯溶液在總壓101.3kPa和85˚C下,苯於液相莫耳分率(x
A
)和氣相莫耳分率(y
A
)分別約為多少?
(A)x
A
=0.78,y
A
=0.90
(B)x
A
=0.90,y
A
=0.78
(C)x
A
=0.22,y
A
=0.10
(D)x
A
=0.10,y
A
=0.22。
47. 下列裝置何者適合穀類或豆類減積,可得到較細的粉末?
(A)道奇顎碎機
(B)迴轉壓碎機
(C)銼磨機
(D)旋切機。
48. 在多管程殼管式熱交換器中,下列何種裝置是用來減少管側流體轉彎時的衝擊力,及增加管子熱脹冷縮的空間?
(A)浮頭
(B)管側隔版
(C)卻水器
(D)排氣閥。
49. 利用雙套管熱交換器以水蒸汽加熱冷油。若水蒸汽之入口和出口溫度均為T
s
,而冷油入口和出口溫度分別為T
1
及T
2
,則傳熱速率可由q=U‧A‧ΔT
lm
計算,其中ΔT
lm
為何?
(A)
(B)
(C)
(D)
。
50. 將具有相同質量和相同溫度(100g,80˚C)的鋁塊和銅塊,分別放入兩個各裝有100g、20˚C水的瓶子中。已知鋁塊的比熱大於銅塊的比熱,假設沒有熱量損失,當達到熱平衡後,鋁塊和銅塊的溫度關係,下列敘述何者正確?
(A)鋁塊溫度=銅塊溫度
(B)鋁塊溫度>銅塊溫度
(C)鋁塊溫度<銅塊溫度
(D)因不知熱傳導係數,故無法判斷。