普考申論題
108年
[工業安全] 安全工程概要
第 一 題
📖 題組：
有一混合氣體由甲烷、丙烷、一氧化碳三種氣體以 3：2：5 組成，其中已知甲烷燃燒下限 5.3%，上限 14%；丙烷燃燒下限 2.2%，上限 9.5%；一氧化碳燃燒下限 12.5%，上限 74%。請分別用下列兩個不同方法估算此混合氣體的燃燒上下限： (一)勒沙特列方程式（Le Chatelier’s equation）。（10 分） (二)鍾斯（Jones）方法（燃燒下限是 0.55Cst；燃燒上限是 3.50Cst）。Cst是此混合氣體之當量濃度（stoichiometric concentration）。（15 分）
有一混合氣體由甲烷、丙烷、一氧化碳三種氣體以 3：2：5 組成，其中已知甲烷燃燒下限 5.3%，上限 14%；丙烷燃燒下限 2.2%，上限 9.5%；一氧化碳燃燒下限 12.5%，上限 74%。請分別用下列兩個不同方法估算此混合氣體的燃燒上下限： (一)勒沙特列方程式（Le Chatelier’s equation）。（10 分） (二)鍾斯（Jones）方法（燃燒下限是 0.55Cst；燃燒上限是 3.50Cst）。Cst是此混合氣體之當量濃度（stoichiometric concentration）。（15 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
勒沙特列方程式（Le Chatelier’s equation）。（10 分）
思路引導 VIP
這是安全工程中最基礎的混合氣體可燃極限計算。首先要確定各成分的體積百分比（$V_i$），然後套用勒沙特列公式：$L = 100 / \sum(V_i/L_i)$。注意混合氣體總和為 100%。
小題 (二)
鍾斯（Jones）方法（燃燒下限是 0.55Cst；燃燒上限是 3.50Cst）。Cst是此混合氣體之當量濃度（stoichiometric concentration）。（15 分）
思路引導 VIP
此題難點在於求出 $C_{st}$。$C_{st}$ 的定義是：$C_{st} = (100) / (1 + \frac{O_2 \text{需求係數}}{0.21})$。首先要寫出各氣體的燃燒化學方程式，計算出混合氣體平均每莫耳需要多少莫耳的氧氣（$z$ 值）。