109年:呼吸器原理(1)
使用分子篩(molecular sieve)原理的製氧機輸出氧氣的濃度與下列何者有關?①儲氣艙(accumulator)的大小 ②輸出的氣體流量 ③分子篩使用時間的長短 ④壓縮機壓縮力的大小
A僅①③
B僅②③
C僅①③④
D僅①②④
詳細解析
本題觀念
分子篩製氧機通常以壓力擺動吸附(pressure swing adsorption, PSA)分離空氣。壓縮機先把室內空氣加壓,空氣通過含沸石分子篩的吸附床時,氮氣較容易被吸附,氧氣比例較高的氣體則被收集,再由兩個吸附床交替加壓與再生。判斷輸出氧氣濃度的影響因素,重點在吸附床能否有足夠的處理時間與效能,以及分子篩是否仍處於良好狀態;不是把所有機內元件的大小或壓力都視為直接決定純度的因素。
輸出流量變大時,空氣通過吸附床的接觸時間縮短,若超過設備設計能力,氮氣吸附不完全,氧氣濃度就可能下降。分子篩使用時間變長、反覆循環或受到污染而逐漸失活,也會使吸附分離能力降低。相較之下,儲氣艙(accumulator)主要是暫存已濃縮的產品氣體、平穩輸出流量;它的大小影響緩衝與供氣穩定,不是本題所問的主要分離因素。
選項分析
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A:不正確。 儲氣艙能暫存濃縮氣體並平滑供氣,但不直接負責分子篩吸附氮氣。把儲氣艙大小列為影響氧氣濃度的主要因素,混淆了「產品氣體的緩衝」與「空氣成分的分離」。此外也漏掉輸出流量與分子篩使用狀態的影響。
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B:正確。 輸出流量過高會減少吸附接觸時間,可能超過吸附床的處理能力;分子篩長期使用後效能下降,也會讓氮氣去除不完全。②與③都能直接解釋輸出氧氣濃度的變化。
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C:不正確。 分子篩使用時間確實與吸附效能及
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