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氣壓/設計/Q52
困難
正確率 -
Q52.

下圖中,使用氣-油壓轉換缸推動ψ50×60 之油壓缸,使之達到200mm/sec 的速度,請問油管管徑應為多少(油流速設為2m/sec)?氣壓 乙級 設計 第 52 題 題目 圖片

氣壓 · 乙級 · 設計 · Q52

難易度分析

4 / 5

本題屬於計算型題目,要求考生熟練運用流體連續性方程式,並在計算過程中精確執行多個不同量級的單位換算,且需經過多步驟的邏輯推導才能得出結果。

正確答案:②1.6

② 1.6:1.6 cm 為正確答案。依據連續性方程式 Q = A₁V₁ = A₂V₂,油壓缸所需流量 Q = (π/4 × 5² cm²) × 20 cm/sec ≈ 392.7 cm³/sec;設定油流速 2m/sec (200 cm/sec),則油管截面積 A = Q/V ≈ 1.96 cm²,對應管徑 d = √(4A/π) ≈ 1.58 cm,最接近 1.6 cm。

錯誤選項解析

  • ① 1.1:1.1 cm 管徑過小,會導致油流速過高與壓力損失急增,無法滿足油壓缸 200mm/sec 之推進需求。
  • ③ 4.5:4.5 cm 管徑過大,會使油流速過低,不僅增加配管成本,亦可能導致回油背壓不足與系統響應遲緩。
  • ④ 22.3 cm:22.3 cm 嚴重偏離合理範圍,此數值可能誤將油壓缸本體直徑與油管管徑混淆,實務上油管直徑遠小於致動缸直徑。
Learning Tip

"本題核心考點為流體連續性方程式於氣-油壓系統之應用。解題關鍵在於先計算油壓缸所需流量(缸徑截面積 × 目標速度),再依設定之允許油流速反推油管截面積與管徑。常見陷阱為單位換算錯誤(mm/sec 轉 cm/sec、m/sec 轉 cm/sec),以及混淆缸徑與管徑之物理意義。實務上,油壓系統之油流速通常設定於 1.5~3 m/sec 範圍內,以平衡壓力損失與配管尺寸。"

學員答題分佈

①1.10%
②1.60%
③4.50%
④22.3 cm0%

此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!

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