第1頁

初級化工製程工程師檢定考古題

科目：化工製程計算

A. 蒸餾塔內件計算與設計:

簡答題：

1. 蒸餾塔內件常見的型式有塔板、散堆填充物 (Random Packing)，以及規整填充物 (Structured

Packing) 等三大類。請列表說明選用要考慮的因素，並簡述三大類在每個因素之相對優缺

點

2. 塔板常見的型式有篩板、泡罩板、浮動閥板，以及固定閥板。請列表簡述每種型式之特性及

其適用場合

申論題：

請參閱附件之 附圖一：廢水回收控制圖

附表一：廢水回收塔模擬結果—T-111 各板之溫度、壓力、流量、物性

上述廢水含有微量聚合物，有輕微結垢傾向

說明但不必寫出計算式，也不必計算：

1. 要計算那幾板(理論板數)?

2. 使用塔板或散堆填充物或規整填充物，那一種比較適合？

3. 如何設計篩板 (Sieve Tray) 塔板之塔徑、塔板間隔、塔板厚度、出口堰高度及長度、篩孔

大小及數量、降液板下間隙等？要考慮那些原則(例如液氾 Flooding)？

B. 換熱器計算與設計:

簡答題：

1. 請說明固定管板式(Fixed Tubesheet)熱換器之優缺點為何？(各兩點)

2. 請說明 Impingement Plate 的功能為何？另依 TEMA( Standards of the Tubular Exchanger

Manufacturers Association)之規範哪些情況下是必需裝設的？

3. 請說明 Baffle 的功能為何？

4. Shellside 走單相流體(Liquid or Gas)，採理想的 Baffle Cut & Baffle Spacing 設計, 其 Cross

Flow Velocity 與 Through Baffle Cut Velocity 之關係應為何?

5. 一個熱交換器基本設計之總熱傳管數需求為 600 支且採 6 Passes 設計，如每 Tube Pass 之最

大管數偏差訂為 5%，今細部設計排列每 Pass 之 Tube 分別為 94, 92, 106, 108, 96 & 104，上

述之排列哪些不符合基本設計之要求，請簡述說明

第2頁

計算題：

Waste Liquid Recovery Tower BTM 之 Waste Water 需送至廢水廠處理(參見流程圖)，由於溫度

高需設置一座冷卻器(H-119)，溫度由 94℃冷卻至 40℃，請設計一座 Shell & Tube Heat

Exchanger 冷卻器(Shell ID 請以 400mm 為初始計算值)，使其 Design Factor 至少 1.20，Waste

Water 走 Tubeside 採 2 Passes，Cooling Water 走 Shellside，並請詳列以下參數之計算過程：

1.) LMTD Correction Factor(F) , 2.) LMTD, 3.) Tubeside 之熱傳係數(hi) , 4.) 總熱傳係數

(U) 5.) Design Factor

相關資料說明如下：(其餘參考附件 1.~ 4.)

1. Waste Water Rate : 7,006 kg/h (物性請參考 Material Balance Stream S8 & S9)

2. Cooling Water Rate : 63,000 kg/h (Inlet Temp. 33℃)

3. Shellside 之熱傳係數(ho)定為 2,000 kcal/h-m2-℃ (Shellside 不設 Impingement Plate)

4. Tube OD = 25.4 mm (Do)

5. Tube Pitch = 32mm

6. Tube Length = 3,000 mm (L)

7. Tube Thickness = 2 mm (x)

8. Tubesheet Thickness = 60 mm

9. ro = 0.0005 m2-h-℃/kcal (Shellside 之 Fouling Factor)

10. ri = 0.0005 m2-h-℃/kcal (Tubeside 之 Fouling Factor)

11. km = 18.9 kcal/h-m-℃ (Tube Thermal Conductivity)

第3頁

附件 1.

管側之熱傳計算公式

tiGDRe

Gt : mass velocity (w/at)

W : mass flow rate

at : tube side flow area

N : number of tubes

n : number of tube passes

Di : tube internal diameter

μ: viscosity (1cp = 0.001kg/m-s)

1. for laminar flow (Re<2,100)

14.014.0

486.1PrRe86.1

ww

iii

kLN

Wnc

L

D

k

Dh

hi : 管側之熱傳係數

L : tube 長度

k : tubeside 流體之熱傳導係數

c : heat capacity

μw : tube 壁溫之 viscosity (定同 μ)

2. for turbulent flow (Re>10,000)

14.033.0

8.0Re023.0

w

ii

k

c

k

Dh

3. for transition zone (2,100<Re<10,000)

14.066.066.066.0

1Re

125Re116.0

w

i

t

i

k

c

L

D

cG

h

第4頁

附件 2.

總熱傳係數公式

avg

o

mi

oio

i

o

io D

D

k

x

D

Drr

D

D

h

1

h

1

U

1

LMTD 計算公式

)(

)(ln

)()(

12

21

1221

tT

tT

tTtTLMTD

熱傳面積計算公式

LDA o

熱交換量計算公式

)(

)(ln

)()()(

12

21

1221

tT

tT

tTtTUFLDQ o

第5頁

附件 3.

LMTD Correction Factor 計算(F)

11

12

tT

ttP

12

21

tt

TTR

第6頁

附件 4. 管數數量表

第7頁

C. Vessel 計算與設計：

1. 請寫出 10 項 Vessel 基本設計規格書中應包含之項目。

2. 請寫出液體的 Hold Up Time 與 Surge Time 分別是指 Vessel 中的液位由哪個位置到達哪個位

置的時間 (請注意:順序必須正確)。

3. 氣液分離槽的目的是將液滴從氣相中分離，請寫出三種常用的分離方法(提示:靠什麼力分

離)，需按順序將可分離之液滴粒徑愈小的方法寫在愈前面。

4. 下圖為一座無除霧器之橫臥式氣液分離槽的示意圖，請寫出該如何決定 Lmin

(請利用下列名詞做說明：Lmin (氣體進出口管嘴最小距離)、UG (氣體水平速度)、

HG (HLL 距離槽頂距離)、Vt (液滴終端速度) )。

5. 有一股氣液混合流體，液體流量 2,000kg/h(密度 990kg/m3，黏度 0.6cp) ; 氣體流量

15,000kg/h(密度 15kg/m3，黏度 0.01cp)，被送進一座裝設有絲網除霧器(Knitted Mesh

Demister)之直立式氣液分離槽分離，操作壓力為 1.0 kg/cm2G，試計算：

(1). 液滴的終端速度(Terminal Velocity ; m/s)。

(2). 絲網除霧器所需的最小內徑 (mm)。

第8頁

相關公式列舉如下:

第9頁

D.流體輸送計算與設計：

請依廢水回收塔控制流程圖與 Material Balance 計算出 P-112A/B:

1.計算 P-112A/B 之 NPSHa,

2.估算 NPSHr 需求為何(NPSHr 必需小於多少)?為確保泵浦入口不會發生氣蝕現象於採購泵浦時

需 NPSHr 要求,假設 NPSHr 必須滿足如下的基準 (1) < NPSHa – 0.5m ; (2) < NPSHa X 70%, (2

分)

3.計算出口管線的雷諾數(Reynolds Number),

4.計算出口管線的相對粗糙度(Relative Roughness),

5.計算出口管線與管件的壓損, (管線的 Friction Factor 由查圖求得)

6.計算泵浦揚程(Head),假設最大預期的流量為設計流量的 1.1 倍

7.計算 ILV-1121 控制閥之差壓,假設此控制閥為 Single Plug 控制閥的自身壓降=0.77 kg/cm2

計算過程所需的相關資訊如下:

Liquid Note

Flow Rate kg/hr 4059

Density ρ kg/m3 867

Viscosity μ cP 0.9

Vapor Pressure kg/cm2 3.0 假設之蒸汽壓

V-112高程(EL) mm 12000 V-112設備下緣位高

P-112A/B高程(EL) mm 500 泵浦中心位置

P-112A/B入口管線 in 2" Sch80S ( Pipe ID=49.25mm)

P-112A/B入口管線壓損 kg/cm2 0.085

P-112A/B出口管線 in 1-1/2" Sch80S ( Pipe ID=38.10mm)

P-113A/B出口管線長度 m 40.0

P-112A/B出口管線粗糙度 mm 0.1

T-111 (Reflux)管嘴高程(EL) mm 25000 P-112A/B回T-111管嘴高程

P-112A/B出口管件(fitting)的K值 7.746 K factor of Fitting

P-112A/B最大預期的流量 kg/hr 4465 為設計流量的1.1倍

ILV-1121控制閥自身的壓損 kg/cm2 0.770 Allowance for control valve itself

FI-1114為流孔板流量計 kg/cm2 0.160 設計流量時的壓差

第10頁

計算過程所需的相關公式如下:

f :磨擦係數 (Friction factor)

NPSH (Net Positive Suction Head) :淨正吸入水頭 (m)

P1:來源壓力(kg/cm2g)

Pvp:流體蒸氣壓(kg/cm2)

ΔPf:壓損，包含管線/儀表/過濾器等(kg/cm2)

SG:比重 Relative Density (Specific Gravity)

Z1:來源設備最低液位高程(m)

Zinlet:泵浦入口中心之位高(m)

Two-K Mothod

K=K1/Re + K∞ (1+25.4/ID)

Reynolds Number, Re

v:平均流速 (m/s)

D:管線直徑 (mm)

μe :流體黏度(cp)

ρ:流體密度(kg/m³)

dvDvDvR

ee

e 9.123'2.32

)()(10

1

1

inlet

fvpZZ

SG

PPPNPSHa

dvDvRf e

e 124

646464

22

)2

)((

ABC

ABAf )

Re

12

7.3

/log(0.2

DxA

)Re

51.2

7.3

/log(0.2

ADxB

)

Re

51.2

7.3

/log(0.2

BDxC

第11頁

Darcy rational relation for compressible flow :

管線內流體的平均流速

v :管線內流體的平均流速(m/s) ,

w : 流量 ( kg/hr ),

D :管線內徑(mm),

A :管線截面積,

ρ : 重量密度 ( kg/m3 )

Lockhart-Martinelli two- phase flow modulus

Darcy’s formula:

管線與管件壓損(m-Liquid):HL= hL(Pipe) + hL (Fitting + Valve)

管線與管件壓損(kg/cm2)= HL(m-Liquid) x density (kg/m

3 ) / 10000(cm

2/m

2)

HL :壓損(m-Liqiud),

g : 重力加速度( 9.8 m/s/s ),

L :管線長度(m) ,

D :管線內徑(mm),

v :管線內流體的平均流速(m/s) ,

K :抗阻係數(Resistance Coefficient)，含 Valve and Fittings

A

Vw

A

w

A

qv

g

vK

g

v

D

Lfh ValveandFittingL

22)(

22

)__( g

v

D

Lfh pipeL

2

2

)(

5

2000336.0

100 d

VfW

ft

P

5.0

/

/

G

L

LP

LPX

第12頁

Cavitation Index

相對粗糙度(Relative Roughness, ε/D)

ε: 粗糙度(mm),

D :管線內徑(mm),

Sonic Conditions Limiting Flow of Gases and Vapors :

Vs = Fluid sonic or critical velocity

Cp/Cv : Ratio of specific heats

ρ : density of vapor 氣體密度(kg/m³)

Modified Froude Number:

Fr=(UL2/(gD))0.5

x (ρL/(ρL-ρG))0.5

,

Pd (Pump Discharge Pressure) = ( 1.1 [Qm/Qd)2-0.1] x F + Pe + B ) / 0.95

Phead = ( Pd - Ps ) x 10000 / density

PCV = 0.05Pd + 1.1 [(Qm/Qd)2-1] x F + B

Pd：泵浦出口壓力

Pe : 末端的壓力 (目的端的壓力+Static Head )

F : 管線壓降，含過濾器、熱交換器、靜態混合器，或其他元件等

Phead :泵浦的揚程

Qd :設計流量

Qm :最大預期的流量

B:控制閥的自身壓降(Allowance for control valve itself)

sec/,'

1.684601544

2.322

1

2

1

ftP

c

ct

MWc

cv

v

p

v

p

s

000,15_ 2 MMUCorrosionErosion

LGM UUU

G

G

L

L

GLM

WW

WW

A

W

A

WU

L

L

G

GM

36003600

)(

)(

21

1

PP

PP Vap

第13頁

兩相流各流態的Φ值

Baker Parameter

L

L

L

GL

G

Lx

W

WB

3/1

3/2

5.0

531

5.0

116.2

GL

Gy

A

WB

Type Flow Equation for ΦGTT

Froth or Bubble

Plug

Stratified

Slug

Annular

1.0

75.0

/

2.14

AW

X

L

17.0

855.0

/

315.27

AW

X

L

8.0/

400,15

AW

X

L

5.0

815.0

/

1190

AW

X

L

)021.0343.0()3125.08.4( dXd

第14頁

第15頁

E. 安全排放量設計：

簡答題

1. 請說明安全閥種類有哪幾種？其特色為何？

2. 安全閥之安裝與其配管應注意哪些事項？

3. Rupture Disk 有哪幾種？哪一種有較高之 Operation Pressure Ratio?

計算題

4. 根據流程圖可以將 T-111, H-111, H-112, V-112 視為同一系統，需設置安全閥，請依照

以下兩個造成過壓的原因及所附資料來計算安全排放量﹕

1）External fire ; 2）Cooling Water Failure

一. 假設設備基本設計資料如下： （以下設備無灑水設施）

Equip.

No.

No. Head Type Design

Press.

Design

Temp.

Diameter Install. BTL

EL+(Ellipse or

Hemisphere)

Tube

Length

Channel

Length (V/H)

kg/cm2G

oC mm mm mm mm

H-111 1 Ellipse 6 185 800 3000 600 V 3,000 150

H-112 1 Ellipse 5 165 1100 3000 650 H 15,800 0

T-111 1 Ellipse 6 185 900 1800 V 5,000 150

V-112 1 Ellipse 5 165 1500 3000 H 11,000 0

Height or Length Thickness

of

insulation

Reboiler（H-111）：

熱傳面積為 119m2，U 值為 743 Kcal/m

2 h

oC，加熱熱源為 10 kg/cm

2G 飽和蒸汽(183.3

oC)。

Condenser（H-112）：

橫臥式，放在 4 樓，熱傳面積為 221m2，U 值為 136 Kcal/m

2 h

oC，冷卻水溫度 33

oC。

蒸餾塔（T-111）：

其 Normal Liquid Level 高度為 BTL+1400mm。

Reflux Drum（V-112）：

橫臥式，放在 3 樓。

第16頁

二. 物性相關資料：

1. 塔底為廢水，計算時其物性可以視為 Water 來計算。

2. 塔底之溫度與壓力及 latent Heat 之關係請參考：圖-1&圖-2

3. 不同壓力下，塔頂與塔底相關資料如下：

塔頂相關物性資料

(kg/cm2A) 5.5 6 6.5 7 7.5

143.8 146.4 148.8 151.0 153.1

Latent Heat Liq. kcal/kg 400 392 384 376 369

Density Vap. Kcal/kg oC 4.1 4.6 5.0 5.4 5.8

MW Vap. 25.5 25.9 26.2 26.5 26.7

塔底相關物性資料

(oC) 156.2 159.4 162.4 165.3 167.6

Density Vap. Kcal/kg oC 2.9 3.2 3.4 3.7 3.9

MW Vap. 18.1 18.1 18.1 18.1 18.1

塔底溫度

塔頂溫度

塔頂壓力

第17頁

Vapor Pressure of WATER

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Temperature, oC

Vap

or

Pre

ssu

re,

kg

/cm

2A

圖-1

圖-2

Latent Heat of Vaporization of WATER

450

460

470

480

490

500

510

520

530

540

550

100 120 140 160 180 200

Temperature, o

C

Late

nt

Heat

of

Vap

ori

zati

on

, kcal/

kg

第18頁

附件-1 ：在 API 520 有將 Pressure Level 與 Pressure Relief Valve 之關係整理如下：

第19頁

附件-2：安全閥排放量計算參考公式：

Fire Case：對於設計壓力 15 psig 以上的設備，於火災情況下，吸熱量的方程式如下

1）吸熱量（Q）與排放量（W）的方程式：

Q = 37160 F A0.82

(設備內盛裝液體時所吸收之熱功率，kcal/hr)

W = Q /λ (受熱後排放量，kg/hr)

Q = total heat absorption (input) to the wetted surface

F = environmental factor

A = total wetted area

λ：疏解壓力下液體之 Latent Heat，kcal/kg

2）受熱面積的考慮﹐是火災情況下釋壓排放量的決定因素。依據 API 521 接液面積僅需考

慮 25 呎以下高度。由於設備的安裝方式及位置高低的不同，此接液面積的計算大致有

下幾種情況：

設備種

類 高度 垂直安裝 水平安裝

Liquid-full

Vessel

All<7620mm πD L + 1.084 x D2 x2

TTL>7620mm

BTL<7620mm

πD (L -7620) +

1.084 x D2

(1-Cos-1

((7620-BTL)/D/0.5-1)÷π)

x (πD L + 1.084 x D2 x 2)

BTL>7620mm

Btm<7620mm

1.084 x D2 —

Surge

Drum, etc.

NLL<7620mm πD L x 85% +

1.084 x D2

(πD L + 1.084 x D2 x 2) x 75%

NLL>7620mm

BTL<7620mm

πD (L -7620) +

1.084 x D2

(1-Cos-1

((7620-BTL)/D/0.5-1)÷π)

x (πD L + 1.084 x D2 x 2)

BTL>7620mm

Btm<7620mm

1.084 x D2 —

Tower Btm tray

<7620mm

πx D x NLL + 1.084 x D2 +

πx D x N x Weir height (for tray tower)

NLL>7620mm

BTL<7620mm

πD (L -7620) + 1.084 x D2

BTL>7620mm

Btm<7620mm

1.084 x D2

Notes﹕

1. NLL ﹕ elevation of normal liquid level

BTL ﹕ elevation of bottom tangent line

TTL ﹕ elevation of top tangent line

N ﹕ 比 7620mm 低的塔板數

2. D﹕設備內徑﹔L﹕設備長度(TL-TL)

3. 2：1 橢圓端板（Ellipse）面積為 1.084 x D2

4. 熱交換器視同 liquid-full vessel﹐但必須就 PSV 所保護的是殼側或管側分別計算其接液面

第20頁

積

5. 對於非滿液操作的設備之 NLL﹐在上述的計算中採較保守的原則﹐對直立設備 NLL=85%

L﹐對水平設備 NLL=85% D(表面積約為全部表面積的 75%)

Environmental Factor (F)的訂定：

環境因子（F）與是否具有保溫材料或灑水設施有關，一般原則：

F = 1.0 ：表面無保溫材料，亦無灑水設施

F = 0.3 ：表面有保溫材料或灑水設施

F = 0.15 ：兼具有保溫材料及灑水設施

F.儲槽設計：

簡答題

1. 請說明對於有機液體的常壓儲槽型式的選擇，最主要的考慮因素為何？一般石化業的常壓

儲槽最常用的型式有哪兩大類？

2. 常壓儲槽的呼吸量通常分為哪兩類？分別說明其意義？

計算題

3. 請依據廢液回收塔流程圖的質能平衡數據，訂定廢水儲槽 TK-100適當的尺寸。在決定此

廢水儲槽尺寸的過程中，請詳細說明您所選定的基準及計算的過程，至少應包含下列項

目：

(1) 所選擇的儲槽型式及考量的因素

(2) 決定儲槽有效容積 working volume 的基準（自行選定，並說明考量的因素），及有效

容積 working volume 為若干

(3) 儲槽幾何體積及尺寸（直徑 x 高）

(4) 儲槽的設計壓力

(5) 請計算儲槽的正常呼吸量（thermal inbreathing & out-breathing的量，請依附件

表格計算）

附件：

Normal venting requirements for thermal effects (API-2000 Table A.3)

第21頁

第23頁

S 9

WCR

WCS

S 3

S 5

S 4

# 1

# 2

# 3

# 4

# 5

# 6

# 7

# 8

# 9

# 10

FC

1119

F I

1111

LC

1112

L I1114

T IFC

1110

FC

1113

TC

FO

1114

F I 1121

ILC

FC

1115

F I1122

LC

# 11

# 12

# 13

# 14

# 15

# 16

# 17

# 18

# 19

# 20

S 8

1111

T I

1112

T I

廢液回收槽

H - 112Q = 1.806

1121

PC

FC

廢液儲槽TK - 100

S 1

T - 111FEED PREHEATER

附圖一 廢水回收塔控制流程圖

BOTTOM COOLERT - 111

RECOVERY TOWERWASTE LIQUID

H - 110 H - 119 T - 111

P - 112A/B

廢水廠

OVERHEAD DECANTERT - 111 REBOILER

V - 112

T - 111CONDENSER

T - 111

H - 111 H - 112 V - 112

TK - 120

FC

1111

FC

S 7

WCS

WCR

SC

S10

S 2

FON6

V1

V2

VENT GAS HEADER

HEAT DUTY, Mkcal/hr

STREAM NAME

TEMPERATURE ,

PRESSURE ,

Q :

:

符號說明 :

:

: kg/cm G

C

2

o

25.0

94.0

153.1

4.30

80.0

40.0

138.6 4.05

40.04.0k

4,808 kg / h

T - 111

H - 111Q = 2.303

H - 119Q = 0.378

H - 110Q = 0.422

S 6

第24頁

附表一 廢水回收塔質量平衡數據

Stream Name S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

Stream Description Waste Liquid T-111 Feed T-111 OVHD H-112 Outlet T-111 Reflux Recovery Prod. T-111 BTM H-119 Inlet Waste Water

Phase Liquid Liquid Vapor Liquid Liquid Liquid Liquid Liquid Liquid

Component Weight Rate kg/h

Formaldehyde 120.488 120.488 977.573 977.573 771.714 211.510 10.535 10.535 10.535

Methanol 56.454 56.454 530.170 530.170 422.659 109.038 0.133 0.133 0.133

Water 7695.414 7695.414 2945.795 2945.795 2486.885 415.856 7005.793 7005.806 7005.806

Iso-Butanol 86.876 86.876 440.753 440.753 294.879 168.172

Toluene 29.055 29.055 88.522 88.522 42.848 56.248

n- Butanol 11.714 11.714 59.445 59.445 39.775 22.675

Component Weight Percent wt%

Formaldehyde 1.506 1.506 19.388 19.388 19.014 21.506 0.150 0.150 0.150

Methanol 0.706 0.706 10.515 10.515 10.414 11.087 0.002 0.002 0.002

Water 96.193 96.193 58.422 58.422 61.272 42.283 99.848 99.848 99.848

Iso-Butanol 1.086 1.086 8.741 8.741 7.265 17.099

Toluene 0.363 0.363 1.756 1.756 1.056 5.719

n- Butanol 0.146 0.146 1.179 1.179 0.980 2.306

Total Weight Rate kg/h 8,000 8,000 5,042 5,042 4,059 983 7,016 7,016 7,016

TemperatureoC 25.0 80.0 138.6 40.0 40.0 40.0 153.1 94.0 40.0

Pressure kg/cm2A 5.20 5.15 5.05 5.04 5.04 5.04 5.30 5.20 5.10

Molecular Weight 19.26 19.26 28.69 28.69 27.17 37.28 18.03 18.03 18.03

Vapor

Volumetric Rate m3/h 1166.3

Cp kcal/kg-oC 0.427

Density kg/m3

4.323

Thermal Conductivity kcal/h-m-oC 0.0220

Viscosity cp 0.0128

Liquid

Volumetric Rate m3/h 8.091 8.474 5.845 4.681 1.164 7.801 7.373 7.054

Cp kcal/kg-oC 0.953 0.967 0.739 0.758 0.662 1.033 1.004 0.997

Density kg/m3

988.8 944.1 862.7 867.0 845.2 899.5 951.6 994.7

Thermal Conductivity kcal/h-m-oC 0.327 0.310 0.163 0.172 0.138 0.564 0.566 0.535

Viscosity cp 0.921 0.367 0.954 0.932 1.089 0.178 0.299 0.653

Surface Tension dyne/cm 69.8 61.2 48.1 49.5 40.4 48.2 60.4 69.5

第25頁

附表二 廢水回收塔模擬結果 -- T-111 各板之溫度、壓力、以及液體、氣體之流量、物性

實際 理論 溫度 壓力

板數 板數 流量 體積 密度 黏度 表面張力 流量 體積 密度 黏度

oC kg/cm

2A kg/h m

3/h kg/m

3cp dyne/cm kg/h m

3/h kg/m

3cp

冷凝器 1© 40.0 5.03 4,059 4.68 867.0 0.932 49.5 5,042 1,166 4.323 0.0128

1 2 138.6 5.08 4,019 4.99 806.0 0.300 41.1 5,003 1,394 3.590 0.0133

3 143.4 5.11 3,388 3.95 858.1 0.239 45.8 4,371 1,346 3.248 0.0136

6 4 146.9 5.14 3,178 3.61 881.6 0.207 47.5 4,162 1,321 3.151 0.0138

7 5 148.4 5.16 11,916 13.40 889.2 0.196 48.0 4,899 1,723 2.843 0.0141

6 150.3 5.19 11,777 13.19 893.0 0.191 48.0 4,761 1,719 2.769 0.0142

7 151.2 5.22 11,701 13.07 895.4 0.187 48.1 4,685 1,708 2.743 0.0142

8 151.8 5.25 11,652 12.99 897.1 0.184 48.1 4,636 1,696 2.734 0.0142

9 152.3 5.27 11,618 12.93 898.2 0.181 48.2 4,601 1,684 2.732 0.0143

20 10 152.7 5.30 11,594 12.90 899.0 0.180 48.2 4,578 1,674 2.735 0.0143

再沸器 11 ® 153.1 5.33 7,017 7.80 899.5 0.178 48.2

液體(流出) 氣體(流入)

第26頁

附表三：單位換算表： 1. Acceleration

1 ft/s2=0.3048 m/s

2

2. Area

1 m2=10.73 ft

2

1 in2=6.4516×10

-4 m

2

1 ft2=929 cm

2

3. Degree, Radian, rpm, a.m.u.

1 rpm=0.10472 rad/s

1 a.m.u.=1.66034×10-24

gm=931.478 MeV

1 F=96489 Coulomb/eq

1 radin=57.30 ﾟ

4. Density

1 g/cm3=62.43 lb/ft

3=8.345 lb/gal

1 g/cm3=0.03613 lb/in

3

1 lb/in3=27.680×10

3 kg/m

3

1 lb/ft3=16.019 kg/m

3

1 slug/ft3=515.38kg/m

3

1 lb mole/ft3=16.019 kg mole/m

3

5. Diffusivity (heat, mass, momentum)

1 ft2/s=0.0929m

2/s

1 ft2/h=0.2581×10

-4 m

2/s

1 cm2/s=3.8745 ft

2/h

6. Energy, heat, power

1 J=1 W·s=1 N·m=107 erg

1 Btu=1055.04 J=252 cal=778.16 ft·lbf

=10.41 l·atm=2.9307×10-4

KW·hr

1 Btu/h=3.93×10-4

Hp

1 Cal=4.187J (or W·s or N·m)

1 Hp=550 ft·lbf/s=745.7 W

=7.5 kg·m/s(metric)

1 Hp·hr=2.6845×106 J=6.4116×10

5 Cal

1 kg·m=23.44 Cal

1 Cal=41.29 cc·atm

7. Heat Capacity, heat per unit mass,

Specific heat

1 Btu/h·℉=0.5274 W/℃

1 Btu/lb=2325.9 J/kg

1 Btu/lb·℉=4.18669 KJ/kg·℃ or(J/g·℃)

(1 Cal/ g·℃=1 kcal/kg ·℃)

8.Heat flux

1 Btu/h·ft2=3.1537 W/m

2

1 W/m2=0.31709 Btu/h·ft

2

9. Heat-generation rate

1 Btu/h·ft3=10.35 W/m

3=8.9 kcal/h·m

3

10. Heat-transfer coefficient

1 Btu/h·ft2·℉=5.677 W/m

2·℃

=5.677×10-4

W/cm2·℃

=4.882 Kcal/h·m2·℃

11. Length

1 Å=10-8

cm=10-10

m

1μm=10-3

mm=10-4

cm=10-6

m

1 m=3.2808 ft=39.37 in

1 mile=1.61 km=5280 ft

1 light year=9.46×1015

m

12. Mass

1 kg=2.2 lb

1 lb=16 oz(ounce)=7000 grains=453.6 g

1 slug=3.2174 lb

1 ton(metric)=1000 kg=2205 lb

1 ton(short)=2000 lb

1 ton(long)=2240 lb

13. Mass flux

1 lb mole/h·ft2=1.3563×10

-3 kg mole/m

2·s

1 kg/m2·s=737.3 lb/ft

2·h=0.2048 lb/ft

2·s

第27頁

14. Pressure, force

1 N=1 kg·m/s2=0.22481 lbf=7.2333 poundals

1 lbf=32.174 ft·lb/s2=32.174 poundals

1 lbf/in2=1 psi=6894.76 N/m

2

1 lbf/ft2=47.880 N/m

2

1 bar=105 N/m

2

1 atm=14.696 lbf/in2(psia)=2116.2 lbf/ft

2

=1.0132×105 N/m

2=1.0132 bar

=760 mmHg(32℉)=29.921 in-Hg

=33.9 ft water(39.1℉)

=1.0133×106 dyne/cm

2

=68087 poundals/ft2=2116.3 lbf/ft

2

=1033.6 g/cm2

15. Specific heat

1 Btu/lb·℉=1 Kcal/kg·℃=1 cal/g·℃

=4.18669 J/g·K(or W·s/g·℃)

=4186.69 J/kg·℃(or W·s/kg·℃)

1 J/g·℃=0.23885 Btu/lb·℉

(cal/g·℃ or kcal/kg·℃)

16. Speed

1 ft/s=0.3048 m/s

1 mile/h=1.4667 ft/s=0.44704 m/s

17. Surface tension

1 lbf/ft=14.5937 N/m

1 dyn/cm=10-3

N/m=1 erg/cm2

18. Temperature

1 K=1.8 ﾟR , T(℃)=8.1

1(( ﾟR )-492)

T(℉)=1.8((K)-273)+32

T(K)=8.1

1((℉)-32)+273

19. Thermal conductivity

1 Btu/h·ft·℉=1.7303 W/m·℃

=1.7303×10-2

W/cm·℃

=0.4132 cal/s·m·℃

20. Thermal resistance

1 h·℉/Btu=1.896 ℃/W

1℃/W=0.528 h·℉/Btu

21. Viscosity

1 Poise=1 g/cm·s=100 cp=241.9 lb/ft·h

=2.0886×10-3

lbf·s/ft2=0.1 N·s/m

2

1 lb/ft·s=1.4882 kg/m·s=14.882 poise

=1488.2 cp

1 lb/ft·h=0.4134×10-3

kg/m·s

=0.4134×10-2

poise=0.413 cp

22. Volume

1 in3=16.387 cm

3

1 oz(US fluid)=29.573 cm3

1 ft3=0.0283168 m

3=28.3168 l

=7.48 gal(U.S)=6.23 gal(British)

1 gal(U.S)=3.7854 l=8.34 lb H2O

=3.7854×10-3

m3=0.1368ft

3

1 gal(British)=10 lb H2O(39.1℉)

1 Barrel(Oil)=42 gal

1 Quart=(U.S)=0.9464 l

1 Bushel=1.5444 ft3