Page 6 - eEC20510_化工裝置(上)_課本PDF

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引導式
Chapter 1
教學節數
6 化工裝置 章首頁 流體輸送原理 2

本章節次
1-1 化學工業與化學工廠 1-5 單位與因次的齊一性
1-2 單元操作與單元程序 學習目標回顧
式
課後習題
1-3 化工裝置的定義與內容 du 豐富彩圖章首設
2-7
1-4 單位與因次 τ-τ 0 =-μ τ 0 ：剪應力之臨界值
dy
蒸發裝置 7
計，與引言對該
學習目標
化學工程基本上是以化學的 2. 膨脹流體（dilatant fluid）或稱增凝膠：流體黏度隨剪速率增加
1. 瞭解何謂單元之操作、程序。
章主題作一概略而增加。
科學和技術，加上工程的觀念與作業 2. 瞭解何謂化工裝置之基本原理。
程序，將廉價的原料應用物理、化學、數學 3. 如何判別單位及方程式是否一致性。
及生物等方法處理，將原料轉換材料或化學品到 例如澱粉溶液、流砂等，其公式如下： 介紹，激起學生
5 蒸發器型式
更多有用或高價值的產品。而現代化工也關注於研
發新材料和技術如奈米技術、燃料電池等。主要設
蒸發器依被加熱液體流動方式分類如表 7-1 及蒸發器的主要性能如表 7-2 學習動機，並標
計、改進和維修過程，涉及化學或生物轉變成具規模
式
生產。 du n K、n：與流體種類、溫度、壓力及
2-8 τ=K(- ) ，n>1
上教學節數供老
所示。 dy 濃度、密度、黏度有關
師參考。
表 7-1 │依被加熱液體流動方式分類 流體輸送裝置 3
3. 擬塑性流體（pseudoplastic fluid）或稱偽塑膠：流體黏度隨剪速率增

傳熱方式 液體流動方式 蒸發器型式
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04化工裝置(上)ch1.indd 2 2019/12/2 下午 04:13:22 04化工裝置(上)ch1.indd 3加而快速降低，但當剪應力終止後，則溶液黏度又恢復正常，靜止時屬
4. 分支接頭類：為增加分支線路之方式，如表 3-12 所示。

自然對流 外套型式
於黏度很高，不易流動流體。例如聚合物溶液、澱粉懸浮物、油漆及清
表 3-12 │各型之分支接頭類管件
攪拌式套層
套層加熱 潔劑等，其公式如下：
強制對流 形式 板式加熱器 圖示
內容
內文 2-9 τ=K(- du ) ，n<1
式
橫管蒸發器
n
俗稱三通。垂直接一支管。為三
dy
管匯於一點成 T
管內加熱 自然對流 T 型管 直管籃式蒸發器 字形，為一直角
（tee）
分支用的配管管件，為 90°
強制對流 攪拌盤管型
流體除了以上所提時間不變性流體外，另因時間而變流體，分為時間依變性流
標準立管蒸發器
系統性的內容編排架構， 自然對流 長管蒸發器
體（time dependent fluids）以及黏彈性流體（viscoelastic fluids），亦屬於「非牛
管外加熱
以 斜 方 向 接 一 支 管， 大 多 以
Y 型管
頓流體」，如圖 2-8 所示。
以圖輔文，取代冗長的敘 強制對流 （Y tube） 強制循環蒸發器
45°，為分支用之配管
述，學習效果更佳。 時間依變性流體：在剪速率一定下，剪應力隨著時間增加而增加或減少，若隨
時間減少，稱為搖變減黏流體（thixotropic fluids），如油墨等；若隨時間增加，
表 7-2 │蒸發器的主要性能
稱為搖變增黏流體（rheopectic fluids）或稱為抗搖變減黏流體（anti-thixotropic
又稱交叉管或四通。接兩支管，
對溶液性質的適應性
熱傳係數 管內 十字管（cross） 匯集四支管於一點，主要適用於
電氣儀錶的配管
蒸發器型式 成本 fluids），如石膏與水混合。
停留
處理器
稀溶 濃溶 時間 稀溶 高黏 易生 易結 熱敏 結晶
黏彈性流體：流體流動過程中，因受外力而流動，若外力消除，便有彈性恢復
浸燃 低 高 高 短 較大 適 適 適 適 不適 適
現象，如聚合物高黏性液體。
5. 管帽類：為阻塞管端之功能，如表 3-13 所示。

套層 低 低 低 較長 較小 尚適 尚適 不適 不適 不適 適
氣體
適
不適
不適
尚適
板式 高 高 良好 較短 較小 適 尚適 牛頓流體 表 3-13 │各管帽型式管件
低分子量液體（水、苯等）
內容
橫管 低 良好 低 長 一般 形式 適 適 不適 不適 不適 圖示
適
流 體 非時間依變性流體
立管 低 良好 低 長 一般 適 適 適 尚適 尚適 尚適
純黏性流體
封閉管端，具內（母）螺紋，套
管帽 時間依變性流體
尚適
尚適
長管 高 高 良好 較長 較大 適 尚適 住管端阻止流體流動，用於終止
較好
非牛頓流體 尚適
管式 （cap） 管路
黏彈性流體
強制 高 高 高 － 大 適 好 好 適 尚適 適
攪動 最高 高 良好 短 較小 較適 好 較好 圖 2-8 │流體分類圖
不適
良好
不適
薄膜
管塞 稱管栓，為栓入管端阻止流體流
（plug） 動。具有公螺紋，用於終止管路
註 稀溶 = 稀薄溶液 濃溶 = 濃縮溶液 高黏 = 高黏度溶液
易生 = 易生成產物的溶液 易結 = 易產生結晶的溶液 33
熱敏 = 對熱敏感的溶液 結晶 = 具有結晶的溶液
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