Q108.
在等溫下,某個控制閥的有效斷面積為6mm 2,入、出口壓力分別5kgf/cm2、3kgf/cm 2-G,則其通過流量為
氣壓 · 乙級 · 設計 · Q108
難易度分析
4 / 5
本題要求將物理概念轉化為數學計算,涉及表壓與絕對壓力的轉換、流體狀態(臨界與次臨界)的判定,以及複雜公式的數值運算,具有較高的計算複雜度。
正確答案:①6.4
/sec
① 6.4
/sec:等溫過程中,氣流通過閥體之流量計算需採用次臨界流公式。當入口絕對壓力約6.03 kgf/cm²A、出口約4.03 kgf/cm²A時,壓力比約0.67大於臨界比0.528,屬次臨界流。代入有效斷面積6 mm²與壓力差參數,經標準氣壓流量公式運算可得約6.4 ℓ/sec。
錯誤選項解析
- ② 5.6
/sec:此數值可能誤用絕熱過程係數或錯誤換算壓力單位所致。等溫條件下應使用對應之氣體常數與流量係數,且需注意表壓與絕對壓力之轉換(加1.033 kgf/cm²),否則將導致計算偏差。 - ③ 0.45
/sec:此數值顯著偏低,可能誤將有效斷面積單位換算錯誤(如mm²轉m²時小數點位移不當),或誤用臨界流公式於次臨界工況。實際壓力比未達臨界狀態,不應採用最大流量簡化公式。 - ④ 4.6
/sec ANR:此數值接近但略低於正確答案,可能因四捨五入誤差或使用近似係數導致。ANR(大氣基準狀態)雖為標準流量表示方式,但關鍵在於正確選用次臨界流之完整公式並精確計算壓力比平方根項。
Learning Tip
"核心考點:區分臨界流(P₂/P₁ ≤ 0.528)與次臨界流(P₂/P₁ > 0.528)之判斷標準,並熟記對應流量公式。易混淆處為表壓與絕對壓力之轉換,以及有效斷面積S與流量係數Cv之關係。實務上須注意溫度條件(等溫vs絕熱)對氣體常數之影響,計算時務必統一單位系統。"
學員答題分佈
①6.4
/sec0%
②5.6
/sec0%
③0.45
/sec0%
④4.6
/sec ANR0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!