109 高普考普通考試 輪機技術 船舶輔機概要 考古題詳解
第 一 題15 分
輪機工程中常見流體現象「汽鎖(Vapor lock)現象」產生之原因為何?應如何避免此現象?
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核心觀念
汽鎖(Vapor lock)是液體輸送系統中,液體因壓力降低或溫度升高而汽化,形成蒸氣泡並阻礙液體連續流動的現象。題目主要考查液體汽化條件,以及泵浦吸入側壓力、溫度與汽化的關係。
液體的飽和蒸氣壓會隨溫度升高而增加。當局部絕對壓力降至液體在該溫度下的飽和蒸氣壓以下,液體便會汽化。蒸氣泡進入泵浦或管路後,可能造成流量中斷、泵浦失去吸入能力、流量或壓力不穩;若蒸氣泡在高壓區凝結,還可能伴隨空蝕與噪音、振動及零件侵蝕。
解題方法
本題可從「液體為何汽化」及「如何避免吸入側形成蒸氣」兩方面作答:
- 產生原因:泵浦吸入側壓力過低,或液體溫度過高,使局部壓力低於液體的飽和蒸氣壓,液體汽化形成蒸氣泡。吸入管路阻力過大、管路配置不良或泵浦吸上高度過高,都會使吸入側壓力降低;熱液體、局部受熱或回流熱液,也會增加汽化機會。
- 避免方法:提高泵浦吸入側的可用壓力、降低液體溫度,並減少吸入管路的壓力損失,使液體在泵浦入口仍保持液態。
避免措施
第 二 題30 分
詳述齒輪泵的構造並繪圖說明其工作原理。
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核心觀念
齒輪泵是容積式旋轉泵,利用一對齒輪在泵殼內嚙合、轉動,使泵腔容積週期性改變,將液體由吸入口輸送至排出口。主要考查泵的構造、吸排液原理,以及液體在泵內的流動路徑。
構造
以外嚙合齒輪泵為例,主要由下列部分組成:
- 泵殼:容納齒輪,並形成吸入側與排出側的流道。
- 主動齒輪與從動齒輪:一對互相嚙合的齒輪;主動齒輪由原動機帶動,並驅動從動齒輪反向旋轉。
- 泵軸與軸承:支承齒輪並傳遞轉矩。
- 端蓋及側隙:封閉泵腔;齒輪端面與端蓋間保留適當間隙,使齒輪能旋轉,同時減少內漏。
- 吸入口與排出口:通常分設於齒輪嚙合區的兩側。
- 軸封及安全閥:軸封防止液體外漏;安全閥用於排出側壓力過高時卸壓,保護泵及管路。
工作原理與示意圖
泵殼
┌─────────────────────────┐
吸入口 →│ 液體沿齒輪外周被帶送 │→ 排出口
│ ↗ ↘ │
│ ↻ 主動齒輪 從動齒輪 ↺ │
│ └──嚙合區──┘ │
└─────────────────────────┘
第 三 題30 分
空氣經過壓縮後會含有水分,控制空氣除濕的方式有哪些?請說明之。
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核心觀念
本題考查壓縮空氣乾燥與除濕方法。空氣含有水蒸氣,經壓縮後體積縮小、壓力升高;若溫度下降至露點以下,部分水蒸氣便會凝結成液態水。壓縮空氣中的水分可能造成管路腐蝕、閥件故障,也會影響氣動設備運作,因此須以適當方法降低含水量。
除濕方式可分為冷卻凝結、吸收、吸附及膜式分離。實際系統常先經冷卻與排水,再以乾燥器進一步降低露點。
解題方法
依除濕原理分類,說明各法如何使水蒸氣從空氣中分離,並補充常見設備與適用特性。答題時應區分「使水蒸氣凝結後排出」與「乾燥劑吸收或吸附水分」這兩類主要機制。
除濕方式
-
冷卻凝結法 將壓縮空氣冷卻,使其溫度降至壓力露點以下,水蒸氣凝結成液滴,再由氣水分離器及自動排水器排出。常用設備包括後冷卻器、冷凍式乾燥機。此法構造及操作較簡便,適合一般工業用壓縮空氣;乾燥程度受冷卻溫度限制。
-
吸收法 使壓縮空氣通過易溶水的液態乾燥劑,水蒸氣溶入乾燥劑中而與空氣分離。常見乾燥劑包括氯化鋰溶液等。吸收後的乾燥劑須再生或更換;操作時須注意乾燥劑的腐蝕性、夾帶及維護問題。
第 四 題25 分
輪機英文
(一)英翻中(15分)
-
Prohibit unauthorized modifications on safety devices and major components of machineries.
-
Conduct the proper analysis of lubricant oil used every 500 hours of engine run, and change or make up the lubricant oil as guided by the criteria in the table.
(二)試寫出下列鍋爐構件的英文(10分)
- 安全閥
- 飽和蒸汽
- 下導管
- 燃燒器
- 過熱器
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核心觀念與解題方法
本題考查輪機設備保養與安全管理相關英文。翻譯時先找出句子的祈使動詞,再確認受詞與條件,最後用符合輪機維修語境的繁體中文表達。兩句均為祈使句,主詞省略為「應」。
逐句翻譯
- Prohibit unauthorized modifications on safety devices and major components of machineries.
- Prohibit:禁止。
- unauthorized modifications:未經授權的改裝或變更。
- safety devices and major components of machineries:機械設備的安全裝置及主要構件。
**譯文:**禁止未經授權改裝機械設備的安全裝置及主要構件。
- Conduct the proper analysis of lubricant oil used every 500 hours of engine run, and change or make up the lubricant oil as guided by the criteria in the table.
- Conduct the proper analysis:進行適當的分析或檢驗。
- lubricant oil used:使用中的潤滑油。
- every 500 hours of engine run:每運轉 500 小時。
- change or make up:更換或補充。