高考申論題
107年
[輪機技術] 渦輪機
第 三 題
三、燃氣渦輪機所使用的潤滑油可以藉由何種方式冷卻？詳細說明之。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應先思考燃氣渦輪機潤滑油系統的熱負荷來源（如軸承摩擦、高溫環境），接著按「冷卻介質」進行分類。主要可分為「空氣冷卻（ACOC）」、「燃油冷卻（FCOC）」以及陸用/海用常見的「水冷」，並須分別論述其工作原理、優缺點（如熱回收、寄生損失）及適用場景。
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【破題】燃氣渦輪機運轉時，主軸承與齒輪箱會產生大量摩擦熱，且會吸收渦輪段的高溫熱量。必須透過冷卻系統維持潤滑油的適當黏度與理化性質。滑油冷卻主要依賴「熱交換器」，並以系統內既有的流體（燃油、空氣）或外部流體（水）作為散熱介質。 【論述】 一、燃氣渦輪機潤滑油熱負荷背景
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燃氣渦輪滑油冷卻
💡 依應用場景選擇燃油、空氣或水作為介質，透過熱交換器散熱。
| 比較維度 | 航空型(FCOC/ACOC) | VS | 陸用/船用(水冷) |
|---|---|---|---|
| 冷卻介質 | 航空燃油、環境空氣 | — | 淡水、河水、海水 |
| 主要優點 | 重量輕、可預熱燃油 | — | 比熱大、散熱穩定 |
| 關鍵限制 | 冷卻力受油量影響 | — | 系統龐大、需泵與塔 |
| 附加效益 | 防止燃料濾網結冰 | — | 適用大功率穩定運作 |
💬航空首重輕量化與效率回收，陸用則追求大容量與穩定的散熱能力。
