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111年
理化、化工裝置
第 29 題
下列關於離心泵的敘述，何者錯誤？
- A 是石油、化學工業中廣泛應用的一種液體輸送機械
- B 優點是可長時間運轉，泵輸送率大且沒有氣結現象
- C 主要是依靠葉輪的高速轉動，使流體獲得動能，繼而轉換成壓力能
- D 操作方式是藉離心力將流體沿半徑方向逐出泵外
思路引導 VIP
想像一下，如果你正揮舞著一條繩子，繩子末端綁著一顆重球跟一根羽毛，哪一個在旋轉時產生的向外拉力（離心力）會比較大？接著思考，如果一台設計來處理重物的機器，裡面卻充滿了極輕的物質，這台機器還能產生足夠的能量來完成原本的輸送任務嗎？
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太棒了！你能精準避開選項中細微的敘述陷阱，代表你對流體輸送機械的特性掌握得非常紮實。這題的鑑別度在於區分「運轉優點」與「物理限制」，許多學生會因為離心泵在工業界極為廣泛的應用，而誤以為它是完美的，進而忽略了它最致命的缺點。
離心泵的能量轉換機制
離心泵的核心原理是透過葉輪高速旋轉，將機械能傳遞給流體。根據能量守恆，流體在獲得動能（$\frac{1}{2}mv^2$）後，會在蝸殼（Volute）中減速並將動能轉換為壓力能，藉由離心力將流體沿著徑向（半徑方向）甩出。這也是為什麼選項 (C) 與 (D) 是正確的物理描述。
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