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精彩 圖解
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Instructions
3 化工裝置（上）

3-3.1 動力泵

精 彩 ╳ 圖 解 3D 圖解說明
藉由旋轉對液體產生離心力，而將液體排出，主要將泵之動能轉變成壓力能，
所產生壓力較小，但具有較大輸送量。動力泵（ kinetic pump/dynamic pump）以
離心泵為主。
離 心 泵（centrifugal pump） 依 外 殼 形 狀 及 構 造 不 同， 分 為 渦 卷 泵（volute 流體輸送原理 2
pump）如圖 3-18 及渦輪泵（turbine pump）如圖 3-19 兩種。
化工裝置的圖例結構圖 採用頂尖 3D 繪圖技術，清楚的裝置結構圖例，學習無障礙。

式 du
相對流動 2-7 τ-τ 0 =-μ τ 0 ：剪應力之臨界值
葉輪 dy
葉片
公式
2. 膨脹流體（dilatant fluid）或稱增凝膠：流體黏度隨剪速率增加而增加。

綠色圖示為計算公式的呈現。
流體 綠色圖示為計算公式的呈現。
例如澱粉溶液、流砂等，其公式如下：
流入
絕對流動 泵殼
式 du K、n：與流體種類、溫度、壓力及
n
(a) 剖面圖 (b) 流動方式說明圖 (c) 全貌圖 2-8 τ=K(- ) ，n>1
dy 濃度、密度、黏度有關
圖 3-18 │渦卷泵
葉輪葉片 導流器 3. 擬塑性流體（pseudoplastic fluid）或稱偽塑膠：流體黏度隨剪速率增

絕對
流動
相對 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
流動
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
潔劑等，其公式如下：
流入
式
導流葉片 du
n
葉輪 2-9 τ=K(- dy ) ，n<1
(b) 全貌側視圖
(a) 剖面圖
圖
圖
( ) 剖面圖 (b) 全貌側視圖 (c) 全貌側圖
圖 3-19 │渦輪泵
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
課中範例、課後習題考前加持 體（time dependent fluids）以及黏彈性流體（viscoelastic fluids），亦屬於「非牛
1 離心泵原理
主 要 部 分 為 具 有 曲 度 之 徑 向 葉 片 所 構 成 之 葉 輪（ impeller） 及 泵 殼
頓流體」，如圖 2-8 所示。
設計範例、練習題及課後習題，使其能實際運用所學的知識，也讓學生作最有效的複習。
（casing）所組成，再經由馬達帶動轉軸而使葉輪旋轉，液體自軸心進入，經
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
葉輪在泵殼內旋轉，葉輪將液體以高速拋出，而泵殼作用則利用渦形室或導流
88 第 3 章 課後習題 時間減少，稱為搖變減黏流體（thixotropic fluids），如油墨等；若隨時間增加，
稱為搖變增黏流體（rheopectic fluids）或稱為抗搖變減黏流體（anti-thixotropic
fluids），如石膏與水混合。
封面人物：
封面人物：
一、選擇題
蒸發裝置 7
2020/1/3 上午 11:27:18
06化工裝置(上)ch3.indd 88 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
欣芸．17 歲
欣芸．17 歲
何
者
正
？
確
3-1 （ ） 1. 下列有關化工管子之管件的用途，何者正確？
AB 型／巨蟹座
AB 型／巨蟹座

(A) 管套節用於改變管路流向 現象，如聚合物高黏性液體。
(B) 肘管用於增加分支管 知性細心，
知性細心，
例題 7-4 (C) 管塞用於連接兩支等直徑之管子 對人溫柔婉約 氣體
牛頓流體
對人溫柔婉約
(D) 凸緣用於接合較大型管子。 低分子量液體（水、苯等）
0
4
0
.
/
g
i
m
n
k
第
一
效
第
某雙效蒸發器每一效的袪水器冷凝水流率分別為第一效：0.40 kg/min，第 流 體
：
，
凝液流率為 0.20
（ ） 2. 下列何種管件兼具有改變流向及調節流量之功能？kg/min，
3-2 二效：0.30 kg/min，而第二效的冷凝器收集的冷凝液流率為 0.20 kg/min， 純黏性流體 非時間依變性流體
(A) 閘閥 (B) 球閥 (C) 角閥 (D) 止回閥。
求蒸發器的經濟效率？ . . . . 非牛頓流體 時間依變性流體
3-3 解 M=W 1 =0.4、M V1 =W 2 =0.3、 黏彈性流體
（ ） 3. 在離心泵吸水端之管線末端，除了裝底閥防止雜物進入外，應
M V2 =0.2 再加裝哪一種管件，即可自動防止液體倒流且避免每次重新注
. . . . . 圖 2-8 │流體分類圖
水啟動？
經濟效益 (η)= M V1 +M V2 x F
M
(A) 閘閥 (B) 球閥 (C) 角閥 (D) 止回閥。
= 0.3+0.2 =1.25。
0.4
. .
（ ） 4. 欲抽取液體時，下列何種方法可解決離心泵的氣縛現象？
.
練習 (A) 運送揮發性的液體 (B) 在泵啟動前注入液體排氣 33
(C) 運送高壓的氣體 (D) 提高泵的葉輪轉速。
4. 蒸發器通入 120°C 的水蒸汽，冷凝水凝結速率 0.40 kg/min，可蒸出
0.3 kg/min 的溶劑，則蒸發器的經濟效益為何？
（ ） 5. 輸送液體時，可作為計量泵的密合良好且流量為穩定之流體輸
送裝置為何？
05化工裝置(上)ch2.indd 33 2020/1/3 上午 11:13:10
(A) 旋轉泵 (B) 往復泵 (C) 離心泵 (D) 風扇。
例題 7-5
（ ） 6. 藉離心力使流體產生流動力的裝置是？
(A) 往復泵 (B) 旋轉泵 (C) 離心泵 (D) 真空泵。
某雙效蒸發器第一效的經濟效益為 0.8，第二效的經濟效益為 M V2 =0.5M V1 ，
則整個蒸發器的經濟效益為何？
（ ） 7. 下列有關幫浦的敘述，何者錯誤？
解 (A) 幫浦可以將電能轉變成機械能，幫助流體流動
第一效的經濟效益（η 1 ）=
M V1
(B) 離心幫浦不適合輸送含氣體之液體
M
಑ΙਝᇑีᏢ
(C) 往復式幫浦適合輸送含懸浮固體顆粒之液體
fi 0.8= M V1 fi M V1 =0.8M . .
M
(D) 旋轉幫浦適合高黏度液體的輸送。
第二效的經濟效益（η 2 ）= M V2
（ ） 8. 下列之流體輸送裝置，何者在輸送液體時，雖然可產生較高之
M V1
.
.
輸出壓力，但其流動為不穩定而易有脈動現象？
fi 0.5= M V2 fi M V2 =0.5M V1 .
M V1
(A) 往復泵 (B) 旋轉泵 (C) 離心泵 (D) 真空泵。
整個蒸發器經濟效益（η t ）
0.8M+0.5×0.8M 109
= M V1 +M V2 = 0.8M+0.5M V1 = =1.2。
M M M
練習
06化工裝置(上)ch3.indd 109 5. 某三效蒸發器第一效的經濟效益為 0.8，第二效的經濟效益為 0.5，第三 2020/1/3 上午 11:27:36
效的經濟效益為 0.2，則整個蒸發器的經濟效益為何？
221
10化工裝置(上)ch7.indd 221 2020/1/3 下午 03:55:33