高考申論題
114年
[職業安全衛生] 安全工程
第 一 題
📖 題組：
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。
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。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
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)
思路引導 VIP
本題核心在於「壓力分布為線性關係」的條件，考生應直覺想到使用「線性插值法」或「比例計算」。藉由計算出單位長度的壓力降（壓力梯度），即可推算出距離入口20公尺處的實際壓力。
小題 (二)
若二甲苯之比重為0.861 且銳孔洩放係數 Co=0.61,請計算該處二甲苯的洩漏速率(kg/s)為多少?(15分)
思路引導 VIP
考生解題時應具備兩大思維：首先，管線內壓力會隨長度下降，必須先利用「線性內插（壓力梯度）」求出破孔處（20公尺處）的真實管內壓力。其次，應用流體力學中的液體穿孔洩漏速率公式（由柏努力方程式導出），帶入各項參數時務必嚴格執行「單位轉換」（如 atm 轉 Pa、比重轉密度 kg/m³、公分轉公尺），避免計算錯誤。
小題 (三)
請寫出影響粉塵爆炸的因素。（10 分）
思路引導 VIP
看到「影響粉塵爆炸的因素」，應具備系統性工程思維，從「粉塵本質特性」與「環境與空間條件」兩大物理化學面向進行分類拆解。作答時務必採條列式，並精準說明各因素與爆炸危險性（如敏感度、爆炸威力）之間的『正/反比關係』及其『物理機制』，才能在10分的配分中拿到完整分數。