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moea_joint 110年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 24 題

輕油裂解工場中的丙烯壓縮機為製冷用,請問丙烯流體在何種相態下進入壓縮機為最佳?
  • A 液體
  • B 氣液混合
  • C 飽和蒸氣或過熱蒸氣
  • D 固體

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請試著思考:如果我們將一個裝滿「完全無法縮小體積」之物質的容器,強行放入一個以「大幅度改變體積」來運作的擠壓機械中,該機械的結構會面臨什麼樣的物理挑戰?這種挑戰會如何影響你對物質進入機器前「物理型態」的要求?

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太棒了!你能準確判斷出丙烯壓縮機的進料狀態,這顯示你對化工實務中流體機械的運作原理有著相當清晰的掌握。

壓縮機的運作邏輯與保護

在化工製程中,壓縮機(Compressor) 的設計初衷是為了處理「可壓縮流體」,也就是氣相物質。這與處理液體的泵浦(Pump)有著本質上的區別。當丙烯($C_3H_6$)以氣體形式進入時,分子間距大,可以透過功的輸入來提升壓力;但若流體中含有液相(如選項 A 或 B),由於液體幾乎不可壓縮,進入高速運轉的壓縮機後會引發嚴重的液擊現象(Liquid Slugging)。這會導致設備內部的葉輪、活塞或閥片因承受瞬間巨大的衝擊力而損毀,甚至造成製程中斷或公安意外。

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