申論 1某蒸餾塔上的溫度保護跳俥系統由:溫度量測元件(年失誤率= 0.20次/年)、溫度控制器(年失誤率= 0.12 次/年)及緊急遮斷閥(年失誤率=0.15 次/年)等三個元件串聯所組成。請問以1 年為計算基準時,該溫度保護跳俥系統發生失效的機率是多少?(25 分)[提示] R ( t)e t,其中R 為元件的可靠度(-),t 為時間(年),μ 為年失誤率(次/年),失效機率P(t) = 1 – R(t)。
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申論 2某混合氣體包含以下各成分:乙烯(組成0.5 vol%)、丙酮(組成1.0 vol%)、乙醚(組成1.0 vol%)及空氣(組成97.5 vol%)。又已知乙烯的燃燒下限與上限分別為3.1 vol%及32.0 vol%、丙酮的燃燒下限與上限分別為2.1 vol%及13.1 vol%、乙醚的燃燒下限與上限分別為1.9 vol%及48.0 vol%。請問㈠該混合氣體的燃燒下限與上限分別為多少?(20 分)㈡該混合氣體是否可燃?(5 分)
申論 3某輸送二甲苯液體的管線總長度為50 公尺。該管線在上游入口處的壓力為錶壓8 大氣壓、下游出口處的壓力為錶壓2 大氣壓。今於距離該管線入口處20 公尺的地方,發現一個直徑2 公分的圓形銳邊破孔以致管線內的二甲苯液體洩漏到環境中。㈠若管線內的壓力分布為線性關係,請計算破孔處管線內部的壓力為多少?(10 分)㈡若二甲苯之比重為0.861 且銳孔洩放係數C = 0.61,請計算該處二甲苯的洩漏速率(kg/s)為多少?(15 分)[提示] 1 大氣壓= 101.3 kP;液體洩漏之計算公式可利用流體的白努利公a式推導,再以洩放係數修正。
申論 4對於在次音速流條件下,安全閥之截面積的理論推導結果如下式:R1TAW12FMP PP式中各變數的單位如下:A:m2,W:kg/s,P, P:P,T:K,M:kg/kg-mol12a1F:為無因次的數量,R:為理想氣體常數= 8314 J/kg-mol基於使用上的方便,美國石油協會出版的API 520 標準中採用W:kg/hr,P, PkPAmm212:a 及:的單位,其餘變數的單位則不變。並且,將理想氣體常數R 的數值直接合併於前述公式中。此時前式可改寫為以下的API 公式,API 公式中的γ 為特定的常數:WTA1FMP PP請問此式中的值應為多少?(25 分)[提示]採用API 單位為基準,經單位換算後用前式計算,再比較結果可得。