moea_joint_essay
111年
[化工製程] 單元操作、輸送現象
第 五 題
有一流孔板流量計設計在操作溫度 43 oC，操作壓力 25 kg/cm2G 下，可量測最大 20,000 Nm3/hr 之純化氫氣(分子量為 2.03 g/mole)。若今日操作狀態改變，其操作溫度下降至 25 oC，操作壓力上升至 26.5 kg/cm2G，分子量經化驗為 2.2 g/mole，此時流量計儀表顯示之流量測得為 18,500 Nm3/hr，已知一大氣壓力約為 1.013 kg/cm2A，請問實際上此純化氫氣之流量為多少(計算至整數位，以下四捨五入)？（10分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
差壓流量計（流孔板）量測的體積流量正比於 √(ΔP / ρ)。儀表以設計條件(des)的密度定標顯示標準流量，當實際操作條件(new)的密度改變時，儀表讀值需進行密度補償修正：實際標準流量 = 儀表顯示流量 × √(ρ_new / ρ_des)。首先利用理想氣體定律 ρ ∝ PM/T 分別求出新舊條件的密度比，再對 18,500 Nm3/hr 進行修正。
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流孔板流量計之質量流率 $w \propto \sqrt{\rho \Delta P}$，轉換為標準狀態下之體積流量 $Q_{std} \propto \frac{\sqrt{\rho \Delta P}}{\rho_{std}}$。 對於已固定刻度的儀表，其顯示流量 $Q_{read}$ 是假定流體密度維持在原設計密度 $\rho_{des}$。若實際密度改變為 $\rho_{new}$，則實際標準流量 $Q_{actual}$ 的修正公式為： $Q_{actual} = Q_{read} \times \sqrt{\frac{\rho_{new}}{\rho_{des}}}$
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