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作者: [email protected] ("FireBolt")
標題: Re: [問題] 關於化工系的輸送現象及單元操作(單操篇)
時間: Sun Jan 29 03:00:22 2017
作者: ron0908 (不要再受傷了Orz) 站內: nthu.course
標題: Re: [問題] 關於化工系的輸送現象及單元操作(單操篇)
時間: 2009/12/06 Sun 23:28:04
文太長所以分成兩篇來回(汗)
單元操作
英文名Unit Operation，簡稱單操
同樣地，也是一個光看名字不知道在做什麼的課程。
什麼是單元?我們又要操作什麼?
這樣來講吧，化工系把化工廠內每一個每一個功能不同的設備稱為一個「單元」(Unit)
例如說我今天要工廠要做塑膠袋的原料PE(聚乙烯)，
那麼我需要一個反應器(Reactor)，
待反應結束以後需要將原料和產品分離，所以要一個分離器(Separator)
那麼可能整個管線裡面需要一點壓力來輸送原料，所以要壓縮機(Compressor)
那也有可能產物裡面有水或是缺水所以我要乾燥(Drying)或濕潤(Humidification)
或是像石化產業要蒸餾(Distillation)
甚至是其他吸附、萃取、分離等等的程序。
這些，就是我們化工人在做的事情。
因此探討這些學問的課程就叫「單元操作」，負責教導學生這些設備的原理和計算。
為一門三學分一學期的課程，
台大的「輸送現象及單元操作」(I)(II)事實上就等於清大的輸送
(III)的部份就等於清大的單操
系上負責教授的教授往年是汪上曉教授，是熱力學神人等級的教授。
但是教授上課不直接抄板書講解計算和原理，
相反地，他教班上同學分組然後使用Aspen這套軟體學習單操的內容。
Aspen是一套強大到極致的模擬軟體，你只要把原料的條件、設備、環境參數輸入進去
然後合理的話他就會自動幫你算出各單元出口的物理濃度、壓力、溫度是多少
順便幫你把每一個單元的耗電量、馬力、做功等全部幫你算的一清二楚。
各組整學期必須上台報告五次，大概是每三個禮拜就要報告一次。
然後利用Aspen負責計算出分配到的題目。各組不同。
報告的那個禮拜同時也要小考，小考有兩題，會從事先公布的五題內選二。
最後再加上期末的Final Project，就是一你整個學期的成績。
這樣講似乎這門課很輕鬆，才不呢(大笑
Aspen強大歸強大，問題是當你輸入的條件有問題時，他只會提醒你:
「嘿老兄，你的化工廠爆了喔」
或是「你這樣設定有危險，化工場快爆了喔」
然後完全不跟你講到底是哪一部份的數值有問題啊XDDD
所以基本上這是套讓本系學生又愛又恨的軟體，
單操的東西用手算非常複雜，但是輸入Aspen又不知道錯到底在哪。
如果你的熱力學強大如教授，他們可以看一下outflow的數值然後分析是哪出了問題，
但同學們完全做不到這一點啊，所以只能進行無窮盡地try&error XDD
基本上做一次做業都是5HR起跳的，
做到會讓你想要砸營幕啊(大笑
建議的先修課程是物理化學(一)、化工熱力學、質能均衡
但只學物化(一)的熱力學部份是完完全全不夠的，
單操如果只要學到蒸餾的部份就需要用到三相圖，所以化熱的部份吃很重。
問題是其實有一部份的單操又牽涉到輸送的質傳和熱傳
所以台大才會為什麼把這兩門課編入同一系列的課程中，
因為基本上這兩門課的內容是有重疊的，單操課本的前三分之一其實就在講輸送的東西。
出乎意料的，這門課數學程度不複雜，只有基本微積分程度就大概ok了，
不像輸送一樣我每次唸都不知道我是在唸輸送還是在唸符號學課本
只是加減乘除計算會想要讓你砸課本(課本很厚，有1200頁XD)
使用課本是Warren L. McCabe的Unit Operations of Chemical Engineering
同樣也是單操的聖經本。
參考書目一般是Geankoplis的"Transport Processes and Unit Operations”
因為Geankoplis把單操和輸送混在一起講，
講到相對應的理論就會介紹相對應的設備。有好有壞啦...
McCabe的書很厚，因為他很詳細地把所有化工單元會遇到的設備全部仔仔細細地介紹，
但是單操有很多東西都是經驗式，就是「沒有為什麼，經驗告訴我們這樣」
所以很多式子想要去了解來源的同學可能會備受挫折，
事實上很多化工學科的公式本來就是以經驗累積起來的，
一般很難去追究為什麼，通常都是直接背下來....
但98下學期授課教授換成宋信文教授，
宋教授歷年來比較常開質能均衡，風格講解清楚且詳細，多用幻燈片講解。
所以可想而知的是，應該loading會變重不少，
老師也很有可能會教完整本課本。
外系同學想來修的多半要三思，
因為除了本系同學以外通常不會有人想來修化工大三主科XD
想要考化工所的人可以考慮看看。
以上兩篇，歡迎補充或是指正。
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又到了分享心得的季節，歡迎大家分享心得耶耶耶
自己打這麼用心結果不能給自己優文T^T
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◆ From: ron0908 @ u9532004.HSIN-B.ab.nthu.edu.tw
△ Yenfu：講得很清楚，連我這個文組學生都懂。那個「爆了喔」和12/07 00:30mtcb
「快爆了喔」會叫人想笑XD 12/07 00:30mtcb
─ shoppinglin：化工果然很恐怖 不知道跟物理 純數比起來怎麼樣12/07 01:34muLs
─ ron0908：那兩項應該比我們難多了吧(笑 12/07 02:54olUb
△ hank：請問會比物化一難很多嗎 大概都多少當多少人壓？ 12/07 13:05oluA
─ ron0908：物化一是在難在初學時的觀念太抽象，單操要難一定是12/07 13:35olUb
化工熱力學的部份沒學好+計算繁雜，兩者不太能比較 12/07 13:35olUb
印象中汪老師好像沒有當人；宋信文老師一班當三四個12/07 13:36olUb
不太清楚，要麻煩其他同學補充 12/07 13:36olUb
△ ron0908：可是當你在學化熱的時候你會覺得物化真是和藹可親..12/07 13:37olUb
△ bearhugmb：推 在學化熱的時候你會覺得物化真是和藹可親... 12/07 15:55oley
△ ahniu：宋老師在質均的時候，沒有調很多分.（考試+作業+小考 12/07 23:26olvc
△ ett0227：不過某物化教授一點都不和藹可親~ 12/07 23:28ggky
△ fefefeisme：XD 12/11 17:02VrMf
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※ 轉錄者: candog (140.114.206.139), 02/09/2017 16:40:42