所屬科目:國營事業◆單元操作
一、一賓漢非牛頓流體(non-Newtonian Bingham fluid)其一維之動量通量(momentum flux)與速度梯度(velocity gradient)有以下之關係: \( \tau_{ij} = \tau_0 - \mu \frac{dv_j}{dx_i} \)其中 τ0 是 yield stress。如下圖所示,上層平板以速度 V 水平移動,下層平板靜止不動,請求出此賓漢流體在兩相距H之平行平板間流動時之速度分布函數。(20分)
二、熱流經由圓柱管壁內半徑 R,外半徑 Ro,管壁物質之熱導度與溫度之平方成比例 k=aT2 +b ,圓柱管內壁溫度為Ti,圓柱管外壁溫度為To,試推導管壁之溫度分布。(20分)
三、一次程序動態應答之塊解圖如下,求當系統遭受到階梯擾動時,y(t)與u(t)之關係。(20分)
四、如圖所示的擴散系統,氣體A溶於液體B並擴散進入液相中。當A擴散的同時,A與B進行不可逆的一級化學反應:A+B→AB 其中k為一級反應的速率常數。假設 Dis 為擴散常數,且液相中A與AB 的濃度很小。利用質量守恆定律,推導液相中描述成分A濃度之微分方程式,以及邊界條件。(20分)
1. 雷諾數 (Reynolds Number)
2. 黏度(Viscosity)
3. 質傳 Ficks 第一定律
4. 終端速度(Terminal velocity of particle in fluid)