5. 有關描述流體行為的雷諾數(Reynolds number, Re)，下列敘述何者     錯誤     ？
(A) 其爲一無因次群
(B) 其物理意義為流體流動系統中的慣性力與黏滯力的比值
(C) 其數值大小可作爲判斷流動系統爲層流或擾流(turbulent flow)之依據
(D) 其數值大小與流體的密度無關

6. 有關流體之黏度(μ)，下列敘述何者     錯誤     ？ (A) 黏度的物理意義可表示爲：流體速度梯度(velocity gradient, \(d\nu /dy\))下所表現出的剪應力(shear stress, \(\tau\))，即 \(\mu = \tau /\left(d\nu /dy\right)\)，故其大、小與流體之溫度無關 (B) 其單位可表示爲 lb/ft·hr (C) 其爲流體之物性表徵，因此對於常見之流體而言，可由查表獲得 (D) 若將其除以此流體之密度，則可獲得動黏度(kinematic viscosity)，單位可表示爲 \( \mathrm{ft}^2/\mathrm{s} \)

7. 有關流體之流動行為，下列敘述何者正確？ (A) 流體在管中流動時，其密度愈大則作用在管壁上的剪力(shearing force)就愈大 (B) 若流體的黏度為零，則其在管中流動時，對管壁仍舊有剪力作用 (C) 流體作用在管壁上的剪力大小，僅與流體之黏度高、低有關，與流速的大、小無關 (D) 流體在管中流動時，其黏度愈大則作用在管壁上的剪力就愈大

8. 用來描述流體流動之運動方程式 (equation of motion) 是對流體做下列何種物理量之平衡所推演得來？ (A) 動量 (B) 能量 (C) 質量 (D) 力量

9. 在質量傳送中，斐克 (Fick) 第一擴散定律數學式之比例常數稱之為擴散係數 ($D_{AB}$)，其因次 (dimension) 與流體力學和熱傳學中的動量傳送與熱量傳送的某比例常數因次相同。試問其分別為何？ (A) 流體力學中的黏度 ($\mu$)；熱傳學中的比熱 (heat capacity, $C_p$) (B) 流體力學中的動黏度 ($\nu$)；熱傳學中的熱擴散係數 (thermal diffusivity, $\alpha$) (C) 流體力學中的肌膚摩擦係數 (coefficient of skin friction, $C_f$)；熱傳學中的熱導度 (thermal conductivity, $k$) (D) 流體力學中的拖曳係數 (drag coefficient, $C_D$)；熱傳學中的對流熱傳係數 (convective heat transfer coefficient, $h$)

10. 考慮動量、能量與質量傳送時，在某些特定之條件下，其彼此之間會有所謂的相似性 (analogy) 產生，藉由這些相似性，吾人可求得系統中的質傳或熱傳係數。根據雷諾 (Reynolds) 氏所提出的相似性，可得 $k_r/V_\infty = h/\rho$ $C_pV_\infty = C_f/2$，其中 $k_r$ 為平均對流質傳係數 (mean convective masstransfer coefficient)，$V_\infty$ 為流體之整體流速 (bulk velocity)，$h$ 為對流熱傳係數，$\rho$ 為密度，$C_p$ 為比熱，$C_f$ 為肌膚摩擦係數。試問此系統適用此相似性的前提為何？ (A) 雷諾數 (Re) 小於 1，普蘭特數 (Prandtl number, Pr) 大於 1 (B) 普蘭特數 (Pr) 小於 1，納塞數 (Nusselt number, Nu) 甚小於 1 (C) 普蘭特數 (Pr) 等於 1，史密特數 (Schmidt number, Sc) 等於 1 (D) 雷諾數 (Re) 等於 1，史密特數 (Sc) 等於 1

11. 有關無因次群，下列敘述何者正確？ (A) 路易氏數 (Lewis number, Le) 之物理意義為熱擴散係數與質量擴散係數的比值 (B) 普蘭特數 (Pr) 之物理意義為動量擴散係數與質量擴散係數的比值 (C) 雷諾數 (Re) 之物理意義為壓力與切應力的比值 (D) 史密特數 (Sc) 之物理意義為動量擴散係數與熱量擴散係數的比值

12. 一製造 KNO$_3$ 的程序，將濃度 20 wt % 的 KNO$_3$ 溶液，以 1000 kg/hr 輸入蒸發器中，在蒸發器中以 422 K 的溫度移除水分，至溶液中的 KNO$_3$ 濃度為 50 wt %。再將濃的 KNO$_3$ 溶液輸入溫度為 311 K 的結晶槽中進行結晶，析出的結晶中含有 96 wt % 的 KNO$_3$，並將含 37.5 wt % KNO$_3$ 溶液從結晶器回流至蒸發器中。試問回流支流 (recycle stream) R 的流量與結晶器出口處產品 P 的流量分別為多少 kg/hr？ (A) R=566.5；P=198.3 (B) R=666.5；P=198.3 (C) R=766.5；P=208.3 (D) R=866.5；P=208.3

13. 利用一泵以穩定的質量流率將密度 998 kg/m$^3$ 的水，經一均勻直徑的鋼管，輸送至相對位高 3.05 m 處。若已知泵對水做 155.4 J/kg 的功，進口及出口處壓力分別為 68.9 及 137.8 kN/m$^2$ (絕對壓力)，流體流動的雷諾數超過 5000，試問此管流系統之摩擦損失為何？ (A) 52.5 J/kg (B) 56.5 J/kg (C) 60.5 J/kg (D) 64.5 J/kg

14. 當考慮一流體之直角座標連續方程式 (equation of continuity) 時，下列敘述何者為正確？ (註：方程式為 \( \frac{D \rho}{D t} = -\rho \left( \frac{\partial v_{x}}{\partial x} + \frac{\partial v_{y}}{\partial y} + \frac{\partial v_{z}}{\partial z} \right) \)，其中 $\rho$ 表流體密度，t 表時間，$v_i$ 表示分別在 x, y, z 方向的流速) (A) ($D\rho/Dt$) 之物理意義為在流體中某固定點上所觀察到的流體密度隨時間之變化率 (B) 此方程式是對流體做動量平衡計算所獲得的 (C) 若方程式等號左邊等於零，即推得 $\frac{\partial v_x}{\partial x} + \frac{\partial v_y}{\partial y} + \frac{\partial v_z}{\partial z} = 0$，表示此流體為不可壓縮流體 (D) 此方程式可改寫為 $\frac{\partial \rho}{\partial t} = \left( \frac{\partial \rho v_x}{\partial x} + \frac{\partial \rho v_y}{\partial y} + \frac{\partial \rho v_z}{\partial z} \right)$，則此時等號左邊之物理意義為隨波逐流時所觀察到的流體密度隨時間之變化率

15. 下列有關「非牛頓流體」(NonNewtonian fluids) 之敘述，何者     錯誤     ？ (A) 流體因外力而流動，如外力消除而有流回現象者屬黏彈性流體 (viscoelastic fluids) (B) 假塑性流體 (pseudoplastic fluid) 在管中輸送，其產生的剪應力與速度梯度成非線性關係 (C) 對賓漢 (Bingham) 型流體而言，當流動時的剪應力小於某特定值 ($\tau_0$) 時，其流動行為便轉變成「牛頓流體」行為 (D) 牙膏屬於賓漢型流體

105年 - 105年台灣菸酒從業職-單元操作#60146

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