民國115年 普通考試 化學工程 化工機械概要
第1題
請詳述下列問題：（每小題5 分，共20 分） 說明離心泵啟動前為何要灌泵？ 說明造成壓力容器失效有那些狀況？舉例三種。 管式換熱器有那些優點？ 列舉三種於管道設…
題目
請詳述下列問題：（每小題5 分，共20 分） 說明離心泵啟動前為何要灌泵？ 說明造成壓力容器失效有那些狀況？舉例三種。 管式換熱器有那些優點？ 列舉三種於管道設置閥門的目的。
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、灌泵（priming）之意義與原因：離心泵靠葉輪旋轉產生離心力而建立壓頭；若泵殼與吸入管內殘留空氣，因空氣密度遠低於液體，葉輪所生壓差極小，無法將液體自低處吸入，形成氣鎖（air lock）。灌泵即先以液體充滿泵殼及吸入管並排盡空氣，使泵建立足夠淨正吸入壓頭（NPSHa），避免空蝕（cavitation）、乾轉及軸封損壞，確保啟動後能立即穩定送液。
- 二、壓力容器失效狀況：常見有超壓破裂、腐蝕或沖蝕減薄、疲勞裂紋、脆性破裂、潛變（creep）、熱應力開裂、氫脆、製造缺陷及支撐失效。例一，安全閥失靈使內壓超過設計壓力，造成筒體鼓脹或爆裂；例二，含氯環境之不鏽鋼發生應力腐蝕裂紋（stress corrosion cracking）；例三，開停車反覆加壓使噴嘴焊道產生疲勞裂紋而洩漏。失效亦包括過度變形與功能喪失。
- 三、管式換熱器（shell-and-tube heat exchanger）優點：構造成熟、可靠性高，可承受較高壓力與溫度；換熱面積可藉管數與管長調整，適合大流量；管束可抽出，便於機械清洗、檢查與換管；流體適應性廣，可採多管程及折流板強化傳熱；規格標準化、製造成本較低，洩漏位置亦較易偵測。其缺點為體積較大、單位體積換熱面積不如板式換熱器。
- 四、管道設置閥門之目的：其一，隔離（isolation），檢修或緊急時切斷流體；其二，調節（regulation），以開度控制流量、壓力或溫度；其三，防止逆流（check valve），保護泵及設備；其四，安全洩壓（pressure relief），避免超壓；其五，排放、排氣或導流（drain、vent、diverter），便利開停車與清洗。選用時須考慮流體性質、壓力等級、洩漏等級與操作頻率。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。