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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
職業安全衛生
科 目
：
安全工程
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
27320
頁次：
2
－
1
一、某蒸餾塔上的溫度保護跳俥系統由：溫度量測元件（年失誤率 = 0.20
次/年）、溫度控制器（年失誤率= 0.12 次/年）及緊急遮斷閥（年失誤率=
0.15 次/年）等三個元件串聯所組成。請問以 1年為計算基準時，該溫度保
護跳俥系統發生失效的機率是多少？（25 分）
[提示]( )
t
R t e
，其中 R為元件的可靠度(-)，t為時間（年），μ為年失
誤率（次/年），失效機率 P(t) = 1 – R(t)。
二、某混合氣體包含以下各成分：乙烯（組成0.5 vol%）、丙酮（組成1.0 vol%）、
乙醚（組成 1.0 vol%）及空氣（組成 97.5 vol%）。又已知乙烯的燃燒
下限與上限分別為 3.1 vol%及32.0 vol%、丙酮的燃燒下限與上限分
別為 2.1 vol%及13.1 vol%、乙醚的燃燒下限與上限分別為 1.9 vol%及
48.0 vol%。請問該混合氣體的燃燒下限與上限分別為多少？（20 分）
該混合氣體是否可燃？（5分）
三、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。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）若二甲苯之比重為
0.861 且銳孔洩放係數 C0= 0.61，請計算該處二甲苯的洩漏速率（kg/s）
為多少？（15 分）
[提示] 1 大氣壓= 101.3 kPa；液體洩漏之計算公式可利用流體的白努利公
式推導，再以洩放係數修正。
代號：
27320
頁次：
2
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2
四、對於在次音速流條件下，安全閥之截面積的理論推導結果如下式：
1
2 1 1 2
1
2TR
A W
F MP P P
式中各變數的單位如下：
A：m2，W：kg/s，P1, P2：Pa，T1：K，M：kg/kg-mol
F2：為無因次的數量，R：為理想氣體常數= 8314 J/kg-mol
基於使用上的方便，美國石油協會出版的 API 520 標準中採用 W：kg/hr，
P1, P2：kPa及A：mm2的單位，其餘變數的單位則不變。並且，將理想
氣體常數 R的數值直接合併於前述公式中。此時前式可改寫為以下的
API 公式，API 公式中的 γ為特定的常數：
1
2 1 1 2
TW
A
F MP P P
請問此式中的
值應為多少？（25 分）
[提示]採用 API 單位為基準，經單位換算後用前式計算，再比較結果可得。