高考申論題
114年
[環境工程] 流體力學與水處理工程
第 二 題
二、請針對抽水泵浦之水錘作用，說明可能之發生原因、水錘作用造成的損害以及防止水錘作用的對策。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到水錘作用（Water Hammer），應直覺聯想流體力學中的『動量守恆定律』，即流體速度驟變導致動能瞬間轉換為巨大的壓力能。答題時需緊扣『泵浦操作實務（如跳電、急關閥）』分析原因，並從『正壓破裂/負壓塌陷』論述損害，最後從『減緩流速變化』與『設置釋壓緩衝設備』兩大工程實務面向提出對策。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【破題】 水錘作用（Water Hammer）係指封閉管路中流體因操作狀態突然改變（如閥門啟閉或泵浦突停），導致流速瞬間劇變。依據動量守恆定律與流體可壓縮性，流體動能瞬間轉化為壓力能，產生急劇的壓力波（包含正壓波與負壓波）在管網中來回傳遞的流體力學現象。 【論述】
▼ 還有更多解析內容
抽水泵浦水錘作用
💡 管路流速劇變導致動能轉壓力能，產生壓力波造成系統損害。
🔗 水錘作用因果鏈結
- 1 操作劇變 — 泵浦突停或閥門快速啟閉
- 2 流速突變 — 流體動能瞬間轉化為壓力能
- 3 壓力波傳遞 — 正負壓力波在管網中來回反射
- 4 結構損壞 — 超越管材強度導致破裂或塌陷
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：分析管材彈性與管徑對水錘波速（Wave Celerity）的影響。
