國營聯招申論題
114年
[環工] 環境管理與空污防制、水處理技術
第 三 題
📖 題組：
近來各界對能源之需求及倚賴日益升高，如何節能變成顯學。而水處理流程設置抽水機乃必然之耗能設施，因此如何選用合適的抽水機，有效降低動力費用是非常重要之課題。某一抽水系統，在 20℃條件下，設計抽水量為 2.0 m3/min，總動水頭為 50 m，以電動機直接驅動，抽水機效率為 80%，今為提昇水處理效能，請回答下列問題(請依題目所給條件及【表 1、2】，並選用動力餘裕係數 α 及驅動效率 ηt )？（3 題，每題 5 分，共 15 分）
【表 1】
【表 2】
近來各界對能源之需求及倚賴日益升高，如何節能變成顯學。而水處理流程設置抽水機乃必然之耗能設施，因此如何選用合適的抽水機，有效降低動力費用是非常重要之課題。某一抽水系統，在 20℃條件下，設計抽水量為 2.0 m3/min，總動水頭為 50 m，以電動機直接驅動，抽水機效率為 80%，今為提昇水處理效能，請回答下列問題(請依題目所給條件及【表 1、2】，並選用動力餘裕係數 α 及驅動效率 ηt )？（3 題，每題 5 分，共 15 分）
【表 1】
| 種類規格 | 餘裕係數 α |
|---|---|
| 軸馬力 3.7 kW 以下 | 0.25 |
| 軸馬力 5.5 kW 以下 | 0.25 |
| 軸馬力 7.5~19 kW | 0.25 |
| 軸馬力 22~55 kW | 0.15 |
| 軸馬力 75 kW 以上 | 0.10 |
| 驅動裝置 | 驅動效率 ηt |
|---|---|
| 平皮帶 | 0.87~0.90 |
| 蝸旋齒輪 | 0.90~0.95 |
| 正齒輪 | 0.92~0.95 |
| 螺旋齒輪 | 0.95~0.98 |
| 直接聯結 | 1.0 |
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
需用馬力(Required Horse Power)為何？
思路引導 VIP
需用馬力 = 軸馬力 × (1 + α) / ηt。需根據軸馬力查表 1 決定 α，根據驅動方式查表 2 決定 ηt。
小題 (一)
理論水馬力(Water Horse Power)為何？
思路引導 VIP
計算理論水馬力，公式為 WHP = (γ × Q × H) / (60 × 75) 或使用 kW 單位 (γ × Q × H) / (60 × 102)，依常用單位換算。
小題 (二)
抽水機制動馬力(Brake Horse Power)為何？
思路引導 VIP
制動馬力 = 理論水馬力 / 抽水機效率。
抽水機需用馬力計算
💡 結合軸馬力、餘裕係數與驅動效率來決定電動機額定馬力。
🔗 需用馬力計算邏輯流
- 1 求得軸馬力 — 利用流量、總揚程與機組效率算出 BHP
- 2 判定餘裕係數 — 依據 BHP 落在的級距查【表 1】決定 α
- 3 選定驅動效率 — 依聯結裝置類型查【表 2】決定 ηt
- 4 求出需用馬力 — 套用 P = BHP * (1+α) / ηt 算出結果
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🔄 延伸學習：延伸學習：1 kW = 1.36 PS (馬力單位換算)
