第 一 章

1. 單元操作 第一章 基本概念

2. 單元操作 Chemical Engineering(化學工程定義) • 化工廠 　　原料製程成品 　　製程包括： 物料輸送　加熱 反應 蒸餾 ……許多單元 • 化學工程 １．確定原料,發展製程,設計裝置,操作方式 　考慮安全,經濟效益 2．研究發展

3. 單元操作 Unit Operation(單元操作) • Unit operation of Chemical Engineering • 化工程序中各單元 操作之原理與裝置設計方式

4. 單元操作 Physical quantity(物理量) • 50 m 大小 單位

5. 單元操作 Unit（單位） • 基本單位m kg s k(mole) • 導出單位 N.J.W…. 根據基本方程式導出物理性質 ，並選擇比例常數 運動力 　　　理論　　　 　　　定義 吸引力 　　　理論

6. SI system(System International dimension Units) • SI制包含9個基本因次(或量)及其他導出單位 • 常用因次如下： • SI制基本因次單位因次符號長度公尺L質量公斤M時間秒θ溫度KT

7. 單元操作 其他導出單位 作功1J ≣ 1N-m 熱 1J ≣ 1N-m 　 功率1W≣ 1J/s

8. 單元操作 dZ 方程式 • 數學方程式 2x+3y=4 • 理論方程式 • 推導方程式 • 經驗方程式 P+dP P

9. 單元操作 工程常用方程式 • 工程常用方程式多為經驗方程式 • 工程上欲找出一個工程數值,通常相關變數多,變數間要找關係式 • 常需經因次分析,把許多變數變成較少之無因次變數,再配合實驗數據分析出[經驗方程式]

10. 因次齊次性(Dimensional homogeneity) • 因次為量度的基本觀念，單位是用以表達因次的方法。 • 在一個方程式中，各項因次是一致的，也就是方程式中每一項的因次與單位要和同式中其他各項的因次和單位一致時，才可以作加減運算，此種特性稱為因次齊次性。 • 因次的考慮可以幫助瞭解、檢查方程式中的各項因次，甚至可檢查方程式是否錯誤。

11. 單元操作 因次分析(Dimension Analysis) • 分析無因次群， 有效率的找出經驗方程式

12. 因次分析方法(Rayleigh方法) • 步驟： • 1.列出函數與變數指數間之乘積 • 2.列出函數與變數之因次（因次必須一致） • 3.列出因次方程式求指數之關係 • 4.列出變數間之關係（盡量以無因次群表示）

13. 單元操作 因次分析例題 • 有效率的找出經驗方程式 摩擦力 τw=Fw/A =f (ρ密度, u 速度, D管徑 , μ黏度) 因次分析1. 2. 3. kg:1=a+d m:-1=-3a+b+c-d s:-2=-b-d 解方程式 a=1-db=2-dc=-d 4. 無因次群=f= f(NRe)=f( ) ρ:kg/m3u:m/s D:m µ:(kg/s-m)

14. 單元操作 第一章習題 • 當滴密度之液體（分散相）通過針尖，形成單一液滴，經過高密度之液體（連續相）而上升。此時針尖形成液滴之大小、針尖之大小和 液體—液體系中之各種物理性質等變數間關係，可以用因次分析求得。 • 通常針尖形成液滴之大小是與通過針孔之流速有關，但如果針尖的流速在一定限度內則液滴大小固定，針尖形成液滴大小與流速無關。 • 考慮液滴體積V與針尖內徑大小D、液滴之密度(連續相)ρd、連續相與分散相之密度差Δρ、兩液體間之表面張力δ及重力加速度g有關。以下式表示： • 請以因次分析求得液滴之大小、針尖之大小和 液體—液體系中之各種物理性質等變數間關係，