108年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別：三等考試 類 科：化學工程
科 目：輸送現象與單元操作
考試時間： 2 小時 座號：
※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：34370 頁次：2－1
一、試問皮托管（pitot tube）可以直接測量流體之體積流率嗎？如可以，
原理為何？如否，如何以皮托管間接求得流體之體積流率？（10 分）
二、半無限大（semi-infinite）之流體，y = 0 至 y = ∞，位於原為靜止之平板上
（y = 0），時間t = 0時，平板以V的速度水平運動（x-方向運動），請求解 此邊界層（boundary layer）問題之流場：
2
2 /
/ t v y
vx ∂ = ∂ x ∂
∂ ν , I.C. vx = 0 at t ≤ 0, B.C. vx =V at y=0, vx = 0 at y=∞
其中ν為動黏度（kinematic viscosity）。請以變數轉換η = y/ 4νt求解 流場。（25 分）
三、一圓管外面包覆兩層熱絕緣層，圓管之內外半徑分別為r0及r 。第一層1
（內層）熱絕緣層之外半徑為r ；第二層（外層）熱絕緣層之外半徑為2 r3。 圓管、第一層及第二層熱絕緣層之熱傳導度（thermal conductivity）分別 為 k0、k1及 k2。管內及管外流體分別保持在Ta及Tb的溫度。管子與管內 流體間之熱傳係數（heat transfer coefficient）為hi；管子與管外流體間之 熱傳係數為ho。請導出計算“基於外管壁面積之總熱傳係數”（overall heat transfer coefficient based on the outer surface）Uo之公式及總熱傳量Q 之公式。（25 分）
四、利用填充塔以水吸收一可溶性氣體，平衡關係式可表示為 ye= 0.06xe，其 中 ye為可溶性氣體在氣相之莫耳分率（mole fraction），xe為該成份在 液相之莫耳分率。填充塔兩端之條件如下：在塔頂（bed top），x = 0，
y = 0.001；在塔底（bed bottom），x = 0.08，y = 0.009。如基於液膜之傳遞 單位高度（height of a transfer unit）Hx= 0.24 m，基於氣膜之傳遞單位高度 Hy= 0.36 m，則填充塔之高度為何？（20 分）
代號：34370 頁次：2－2
五、水流經一 8 英吋鋼管之平均流速為 6 ft/s。此鋼管在下游處分接至一 8 英吋 主管及一 2 英吋旁管（bypass）。在此分接段（bypassed section）內，8 英吋 主管之長度為 16 ft，2 英吋旁管之相當管長為 22 ft。水之密度為 1 g/cm
（= 62.4 lb/ft ），黏度（viscosity）為 1 cp。入口及出口處之摩擦損失可 忽略。鋼管之粗糙度（roughness）為 0.00015 ft。請問流經 2 英吋旁管之 水流量占全部流量之比率為多少？1 ft = 12 in.，1 in. = 2.54 cm。（20 分）
