09900 第一種壓力容器操作 單一級 工作項目 01：本體操作前預備工作
【溫度－冰點、沸點】
1. (1) 標準大氣壓力下純水結冰時之溫度為（攝氏 0 度）。
5. (2) 水之沸點隨其壓力而改變，壓力愈高沸點愈（ 高 ）。
【溫度－攝氏、華氏、絕對溫度】
8. (1) 攝氏溫度（℃）換算成華氏溫度（℉）之計算方式為（ t（℃）×1.8+32 ）。
9. (4) 攝氏絕對溫度（°K）等於（攝氏溫度 t（℃）+273）。
12. (2) 華氏溫度 176 度算成攝氏溫度為幾度?（ 80℃）。
15. (4) 在學理上最低溫度是（ -273℃ ）。
16. (4) 攝氏 100℃相當於絕對溫度（ 373°K ）。
21. (3) 下列何項兩者溫度是相等的? （ 0°K 與-273℃ ）。
【比熱】
2. (4) 水之比熱為（ 1000 ）cal/kg.℃。
3. (2) 對不同比熱之物質，加同等之熱源時，比熱較小者其溫度上升（較快）。
17. (2) 1kcal 大約等於英制單位（4BTU）。
定義
1 BTU 定為在 1 大氣壓下把 1 英磅 (0.454 公斤) 的水提高溫度 1 °F (0.556 °C) 所需的熱量。由於細部定義上的不同，不同的 BTU 單位之間存在些許差異，最大可能相差約 0.5%。
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溫度
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BTU 所相當的焦耳數
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附註
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39°F
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≈
1059.67
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使用水在最大密度
(4°C) 時的卡路里値
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平均
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≈
1055.87
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使用水在 0°C 至 100°C 間的平均卡路里値
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IT
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≡ 1055.05585262
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≡ 1055.056
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||
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59°F
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≡ 1054.804
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60°F
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≈
1054.68
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主要用於加拿大
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63°F
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≈
1054.6
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熱化學
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≡ 1054.35026444
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使用熱化學
(thermochemical) 卡路里，即 4.184 J (精確定義)
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換算
1 BTU 約等於：
1.054 至 1.060 kJ (千焦耳)
0.293071 W·h (瓦時)
252 to 253 cal (卡路里，「小卡」)
0.25 kcal (千卡，千卡路里，「大卡」)
25 031 to 25 160 ft·pdl (foot-poundal)
778 to 782 ft·lbf (呎磅，呎磅力)
<解答>
在一大氣壓下1kg水從0℃加熱到沸騰點100℃所需熱量為419KJ(=100 kcal)
水的汽化熱:
1g的水蒸發成1g的水蒸氣需要幾卡？ 540卡(cal)
蒸發1kg沸騰溫度下的水所需熱量可從蒸氣表上讀取
在一大氣壓下
需要2257kJ(=539.95kcal)的熱量,將1kg100℃水蒸發汽化成1kg100℃蒸氣
需要2257kJ(=539.95kcal)的熱量,將1kg100℃水蒸發汽化成1kg100℃蒸氣
故
全熱能 419kJ+2257kJ=2676 kJ
100kcal+539.95kcal=640.2 kcal #
100kcal+539.95kcal=640.2 kcal #
其中
1cal=4.18J 1J=1/4.18=0.239cal
1kcal=4.18kJ 1J=0.239KJ
1cal=4.18J 1J=1/4.18=0.239cal
1kcal=4.18kJ 1J=0.239KJ
22. (1) A、B 兩種金屬做成雙金屬片，如 A 較 B 的線膨脹係數為大，則加溫後（ 往 B 方向內彎 ）。
23. (1) 甲、乙兩物質之質量相同，同時加熱時如甲之溫度上升較慢則表示（ 甲之比熱大於乙 ）。
【壓力】
4. (2) 水頭壓力 10 公尺相當於（ 1 ）kgf/cm2。
13. (2) 國際標準單位（SI），壓力 1MPa 相當於（ 10kgf/cm2 ）。
10. (4) 測量比大氣壓力低之壓力計稱為（真空壓力表）。
25. (1) 密閉容器的內容物，溫度升高時，容器內壓力會（ 升高 ）。
【熱傳遞方式－輻射、傳導、對流】
6. (1) 在細長金屬棒之一端加熱時，另一端亦可感熱，此種熱之移動現象稱為（傳導）。
7. (3) 物體受太陽光照射，溫度會逐漸上升，其傳熱方式為（輻射）。
11. (3) 下列物質中何者之熱傳導性最佳（軟鋼）。
14. (1) 夾套型壓力容器於夾套中抽真空，其作用為（防止熱傳遞）。
18. (1) 熱交換器於固體壁兩側為相異溫度之液體或氣體的熱傳導為（ 傳熱和對流 ）。
24. (2) 傳熱速度最快速的是（ 輻射 ）。
【體積膨脹】
19. (3) 飽和蒸汽之體積約為同重量水體積之（ 1650 倍 ）。
<解答>
請教重量1g之液態水，在常壓下加溫至100℃，所蒸發之蒸氣體積(L)為多少??
請教重量1g之液態水，在常壓下加溫至100℃，所蒸發之蒸氣體積(L)為多少??
1莫耳的液態水體積 =18g(質量)/密度 密度為1cm^3/g 所以體積=18cm3
假設水蒸氣符合理想氣體定律>>>PV=nRT公式成立
假設1莫耳的液態水 變成1莫耳的水蒸氣
變成水蒸氣時 帶入公式可求得水蒸氣體積
PV=nRT
1atm x V(公升) =1 mole x 0.082 atm/mole.k x 373k
=> 1* V = 1* 0.082* 373
=> V= 30.586 L= 30586 cm3 -----變成水蒸氣體積為30586立方公分，又1公升=1000立方公分，可求得V=30.586公升
30586÷18= 1699.22≒ 1700倍
水蒸氣的體積除以液態水的體積 為1699倍，體積大約變為原來的1700倍
【鍋爐及壓力容器安全規則】
第 4 條
本規則所稱壓力容器，分為下列二種：
一、第一種壓力容器，指合於下列規定之一者：
（一）接受外來之蒸汽或其他熱媒或使在容器內產生蒸氣加熱固體或液體之容器，且容器內之壓力超過大氣壓。
（二）因容器內之化學反應、核子反應或其他反應而產生蒸氣之容器，且容器內之壓力超過大氣壓。
（三）為分離容器內之液體成分而加熱該液體，使產生蒸氣之容器，且容器內之壓力超過大氣壓。
（四）除前三目外，保存溫度超過其在大氣壓下沸點之液體之容器。
二、第二種壓力容器，指內存氣體之壓力在每平方公分二公斤以上或零點二百萬帕斯卡（MPa） 以上之容器而合於下列規定之一者：
（一）內容積在零點零四立方公尺以上之容器。
（二）胴體內徑在二百毫米以上，長度在一千毫米以上之容器。
前項壓力容器如屬高壓氣體特定設備、高壓氣體容器或高壓氣體設備，應依高壓氣體安全相關法規辦理。
【依機能之種類】
一、加熱器類：通蒸器進行加熱作用者。
1.加硫器
2.蒸煮器
3.熱交換器
4.精煉器
5.染色器、定型器
6.殺菌器、消毒器、煮飯器
7.(糖化器)
二、反應器類：進行反應作用者
1.高壓反應鍋
2.反應塔
三、蒸發器類：進行蒸發作用者
1.蒸發器
2.蒸餾塔
3.析出器、抽出器
四、飽和液類：貯存高溫壓力液體者
1.蒸汽蓄熱器
2.熱水回收槽
3. 脫氣器
4.液化氣儲槽（其他高溫液體儲存槽）
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一、加熱器類：通蒸器進行加熱作用者。
1).加硫器
【加硫器】
44. (2) 墊圈、靴底等之成型用加硫器一般使用（熱板衝壓型）。
87. (1) 電線、電纜之加硫，常採用連續式，是為了（ 提高產量 ）。
2).蒸煮器
【蒸煮器】造紙、酒精、醬油、纖維
43. (1) 蒸煮器之操作方法一般為（分批式）。
103. (2) 蒸煮器之加熱多採用下列何種直接加熱方式（ 蒸汽 ）。
3).熱交換器
【熱交換器】
33. (1) 為避免熱交換器之管側及胴體側的流體混合，宜採用管板為（雙重式）。
45. (3) 固定管板式熱交換器，設置伸縮接頭時，下列何項參數必考慮
①流體溫度差②材質③材料厚度。
固定管板式熱交換器，設置伸縮接頭時，下列何項參數不必考慮（內容物）。
89. (3) 遊動頭式熱交換器，是指（ 一側管板固定，另一側管板可移動
）。
90. (4) 板式熱交換器因其傳熱面為平板，較適用於何種操作條件（ 低溫低壓 ）。
4).精煉器
5).染色器、定型器
6).殺菌器、消毒器、煮飯器
7).(糖化器)
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二、反應器類：進行反應作用者
1).高壓反應鍋
91. (1) 高壓反應鍋設置攪拌裝置之目的在於（ 防止局部性加熱 ）。
2).反應塔
【反應器】
34. (3) 反應器填充物之綴合環係中空圓筒形，其直徑（與長度相同）。
35. (1) 流動床式反應塔，欲使觸媒保持於流動狀態，則注入塔內之氣體或流體應具有可使觸媒能進行攪拌、流動所必要之（速度）。
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三、蒸發器類：進行蒸發作用者
1).蒸發器
【蒸發器】
41. (4) 下列何種第一種壓力容器不屬於蒸發器類（脫氣器）。
下列何種第一種壓力容器屬於蒸發器類①抽出器②蒸餾器③析出器。
47. (2) 蒸發器之構成包括蒸發部、加熱部及（液、汽分離部）。
2).蒸餾塔
【蒸餾塔】
36. (3) 蒸餾塔內之汽、液流動方向，一般為（液體向下流，蒸汽向上流）。
37. (1) 蒸餾塔內由上壇流下之液體，流動至下壇時，則在下壇（橫流）。
38. (2) 一般蒸餾塔內係由下列那二項物質相互接觸作用（液相與氣相）。
39. (1) 蒸餾塔內棚壇上之液體與由此上升之蒸汽，一般會達成下列何種關係（平衡）。
40. (1) 蒸餾塔可粗略分類為下列那兩種型式（充填塔式與段塔式）。
3).析出器、抽出器
【析出器】
26. (4) 抗生素物質、盤尼西林等之析出器之構造係屬（ 離心式 ）。
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四、飽和液類：貯存高溫壓力液體者
1).蒸汽蓄熱器
【蒸氣蓄熱器】
27. (3) 將蒸汽以飽和水之形態予以積蓄，必要時再放出使用之設備稱為（蒸汽蓄熱器）。
28. (3) 鍋爐負荷變動大的工廠，可設置下列何種第一種壓力容器調整之（蒸汽蓄熱器）。
29. (1) 蒸汽蓄熱器內設置循環管，可使容器內之水循環良好，並可（減低上下之溫度差）。
2).熱水回收槽
【熱水回收槽】
30. (2) 鍋爐含不純物之鍋爐水，吹洩至熱水回收槽的方式為（連續式排吹）。
3). 脫氣器
92. (1) 鍋爐脫氣器的作用是為了去除鍋爐用水中何種氣體（ 氧 ）。
4).液化氣儲槽（其他高溫液體儲存槽）
42. (4) 下列何者屬第一種壓力容器①直火式壓力容器②夾套型壓力容器③熱交換器。
下列何者非屬第一種壓力容器（壓縮空氣儲槽）。
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壓力容器之構造
一、胴體
二、端板
三、管板
四、牽條
五、孔穴
六、傳熱管
七、蓋板及緊蓋結構
八、接合
(一)焊接接合
1.對接焊接結合
2.搭接焊接接合
(二)鉚接
1.對頭鉚接接合
2.鉚釘搭接接合
3.凸緣接合
九、伸縮接合
十、墊圈與墊料
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壓力容器之構造
一、胴體
【厚度】
49. (1) 以高合金鋼板作為胴體板時，如不考慮腐蝕裕度，其最小設計厚度應為（ 1.５mm ）以上。
50. (1) 胴體及承受壓力之板，需考慮腐蝕裕度者，腐蝕裕度最小值應在多少以上（ 1.0mm ）。
71. (4) 第一種壓力容器胴體對端板之周向接合，採用兩側全厚填角搭接熔接時，其胴體厚度不得超過（ 15.9mm ）。
72. (1) 第一種壓力容器胴體縱向接合，其厚度在多少以下，可採用兩側全厚填角塔接熔接（ 9.5mm）。
80. (2) 碳鋼或低合金鋼製造之第一種壓力容器，若內容物為蒸汽時，應加腐蝕裕度之厚度最少為（ 1.0mm ）。
93. (4) 以碳鋼或低合金鋼製造之第一種壓力容器，其壓力容器胴體最小厚度應為多少以上（ 2.5mm）。
94. (2) 第一種壓力容器胴體及承壓部份所用之材料，不需考慮腐蝕裕度者為（不銹鋼）。
108. (2) 碳鋼或低合金鋼於冷軋成形後之伸長率超過 5%，且板厚減少超過原厚度多少百分比，應實施後熱處理（ 10% ）。
109. (1) 碳鋼或低合金鋼以冷軋成形之胴體板厚超過
16mm 時，其胴體板成形後之伸長率超過多少百分比，應實施後熱處理（ 5% ）。
【胴體強度】
51. (2) 內面受壓之圓筒形胴體強度為球形胴體的（ 二分之一倍 ）。
52. (3) 內面受壓力之圓筒形胴體縱方向切口的抗拉應力為圓周方向切口的抗拉應力的（ 二倍 ）。
53. (1) 受外面壓力之胴體強度為受內面壓力胴體強度的（ 60% ）。
78. (4) 承受外壓之胴體，為防止胴體變形發生挫屈現象，應以下列何項補強之（ 補強環 ）。
79. (2) 使用球形壓力容器最大優點是（ 可耐高壓 ）。
95. (1) 球形第一種壓力容器之胴體係由上、下極板、赤道板等構成，其經向與緯向所形成之接縫所受應力（相同）。
96. (4) 角型第一種壓力容器之胴體結構為（平板）。
【胴體接合處－角度、半徑】
54. (3) 第一種壓力容器圓錐形胴體頂角的二分之一之值，超過幾度時應以平板核計強度（ 60° ）。
55. (2) 第一種壓力容器圓錐形胴體之圓筒部與圓錐部接合處，未作成彎緣時，其圓錐頂角的二分之一值，不得超過
幾度（ 30° ）。
56. (2) U 形管中心線之彎曲半徑，應在該管外徑值的幾倍以上（ 1.5 倍 ）。
70. (1) 第一種壓力容器胴體之真圓度為最大與最小內徑之差，不得超過計算斷面內徑之（ 1% ）。
二、端板
【端板】
57. (4) 中低面承受內壓之碟型端板彎緣彎曲內面半徑 r，應大於碟型端板中央部內半徑 R 的幾倍（ 0.06R ）。
58. (4) 中低面承受內壓碟型端板彎緣彎曲內半徑 r，應大於碟型端板厚度 t 的幾倍以上（ 3t ）。
59. (4) 第一種壓力容器平型端板之角隅彎緣半徑 r（ 依端板形狀而定 ）。
60. (4) 端板承受內面壓力時強度最大的型式為（ 全半球型 ）。
61. (1) 端板承受內面壓力時強度最小的型式為（ 平型 ）。
62. (2) 端板型式使用最多者為（ 碟型 ）。
三、管板
81. (3) 以擴管器裝配管之管板，其厚度最少應為（ 19mm ）以上。
106. (4) 第一種壓力容器對管板與傳熱管之熔接，其管板上開設管孔方法，一般使用工具為（ 鑽孔機 ）。
四、牽條
【結構零件-牽條】
32. (1) 為分散作用於平板部份之彎曲應力，所設置之支援物稱為（牽條）。
63. (3) 第一種壓力容器以牽條承托之鋼板的厚度，應為多少以上（ 8mm ）。
五、孔穴
【開孔－人孔、掃除孔、檢查孔或檢視孔】
64. (3) 第一種壓力容器之直徑在多少以上，必需設置人孔一個以上（ 1000mm ）。
66. (4) 第一種壓力容器胴體可開啟的蓋板之直徑在多少以上者，不必另設置人孔（ 375mm ）。
65. (1) 第一種壓力容器之直徑在多少以下時，不必設置人孔、掃除孔或檢查孔（ 300mm ）。
67. (4) 第一種壓力容器玻璃窺視窗之強化玻璃，其安全係數至少為（ 10 ）。
68. (2) 第一種壓力容器設置於胴體、端板板厚超過 10mm 以上之孔，其直徑在多少以下可不必考慮補強（ 2B ）。
104. (4) 第一種壓力容器之熱交換器，因形狀或用途關係，無設置人孔之必要時，得以下列何者代替
（ 清掃孔 2 個以上 ）。
六、傳熱管
85. (1) 第一種壓力容器之傳熱管安裝方式，下列何者錯誤（ 止漏焊接 ）。
第一種壓力容器之傳熱管安裝方式，下列何者正確①擴管②熔接③螺紋旋裝。
107. (2) 第一種壓力容器傳熱管之節距，應為傳熱管外徑幾倍以上（ 1.25 ）。
102. (1) 傳熱管之形式為直管或 U 字管者，一般稱為（ 多管式 ）。
100. (3) 複合管之使用，主要係克服何種因素，以延長壓力容器壽命（ 腐蝕 ）。
七、蓋板及緊蓋結構
【蓋板】
69. (2) 經常開閉蓋板之第一種壓力容器，其鎖緊螺栓之螺帽高度應為其直徑的幾倍（ 1.0 倍 ）。
97. (1) 第一種壓力容器之蓋板鎖緊結構，如食品殺菌鍋分批式操作者，一般均採用（喫合齒門式）。
98. (4) 第一種壓力容器之蓋板鎖緊結構，如醫療滅菌鍋之分批式操作者，一般均採用（放射桿式）。
105. (1) 第一種壓力容器之蓋板為節省材料，一般構造為（附凸緣碟型蓋板）。
八、接合
(一)焊接接合
1.對接焊接結合
2.搭接焊接接合
【焊接】
48. (1) 使用銅合金之第一種壓力容器時，其接合之方法一般以採用下列何者最多（硬焊）。
73. (2) 第一種壓力容器必需實施部份放射線檢查者，其照射長度至少應為熔接線全長的多少（20%）。
74. (1) 新製壓力容器胴體之接合，其熔接姿勢原則上應採取方式為（平焊）。
75. (4) 第一種壓力容器胴體或端板之厚度不同的對頭熔接，其斜度所需之長度應為中心線偏差量的幾倍以上（ 3 倍 ）。
76. (4) 碳鋼鋼板熔接母材部的厚度，在多少以上應實行熔接後熱處理（ 38mm ）。
77. (1) 熔接接頭之型式中，熔接最難且要求最嚴格的是（ 對接 ）。
83. (4) 第一種壓力容器以對頭雙面熔接接合製造者，其熔接線之全長的 20%以上實施放射線檢查時，則其熔接效率最大可取（ 95% ）。
84. (2) 第一種壓力容器之胴體板厚在 4.8mm~25.4mm 之縱向熔接接合，其補強層中央高度不得超過多少（ 2.4mm ）。
(二)鉚接
1.對頭鉚接接合
2.鉚釘搭接接合
3.凸緣接合
86. (3) 整體形之凸緣，一般得以下列何者形式替代（ 連轂插入形 ）。
99. (3) 凸緣接合之型式如容器之胴外徑(mm)與設計壓力(MPa)之積，在多少以上應裝設插入式輪殼凸緣或對接熔接式凸緣（ 500 ）。
101. (2) 凸緣上全面襯上墊料，其凸緣固定螺栓通過墊料之中間，以旋緊密合之裝置稱為（ 全面墊圈座 ）。
九、伸縮接合
88. (2) 固定管板式熱交換器，在胴體上設置伸縮接頭，以防止胴體與傳熱管間產生抗拉應力或抗壓應力之破壞，是因（ 溫度變化 ）。
十、墊圈與墊料
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31. (4) 收容及供應各支管汽、水之容器者，稱為（汽水集管器）。
46. (3) 壓力容器由本體之旋轉進行攪拌者係（強制循環式）。
82. (4) 夾套型壓力容器型式，下列何者錯誤（ 菱形套層 ）。
夾套型壓力容器型式，下列何者正確①部份套層②軸形套層③碟形套層。
110. (3) 下列何者非盤管式夾套型壓力容器（ 局部形夾套 ）。
下列何者為盤管式夾套型壓力容器①環形夾套②花瓣形夾套③螺旋形夾套。
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