فيس كويز?فيس كويز
ابحث عن اختبار
الوظيفة:
مهندس ميكانيكا
المستوى:
خبير
عدد الأسئلة:
١٢ سؤالاً
الزمن:
٦ دقائق

أسئلة مقابلة مهندس ميكانيكا خبير ومدير صيانة

قرارات ومواقف صعبة يُسأل عنها الخبراء في مقابلات وظيفة مهندس ميكانيكا: التكييف والتبريد HVAC، والديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة، والصيانة والسلامة الصناعية، والمواد وعمليات التصنيع، ومقاومة المواد وتصميم الآلات، وميكانيكا الموائع والمضخات. في آخرها تقرير بنقاط ضعفك.

المهارات: التكييف والتبريد HVAC، ميكانيكا الموائع والمضخات، الديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة، الصيانة والسلامة الصناعية، المواد وعمليات التصنيع، مقاومة المواد وتصميم الآلات

تعليمات: لكل سؤال إجابة صحيحة واحدة. إن لم تعرف الإجابة فاختر «لا أعرف»، وسيدلّك التقرير على ما تراجعه.

السؤال الأول: يقترح استشاري في مشروع مبنى مكاتب بمدينة ساحلية رطبة زيادة سعة وحدة تكييف سطحية Rooftop Unit ذات ضاغط ثابت السرعة بنسبة 40% فوق الحمل المحسوب كهامش أمان. ما المشكلة الأرجح التي ستظهر بعد التشغيل؟

اختر إجابتك لتبدأ الاختبار

كل الأسئلة مع الإجابات (١٢ سؤالاً)

جرّب المقابلة أولاً، ثم افتح الإجابات لتراجعها مع الشرح.

  1. ١. يقترح استشاري في مشروع مبنى مكاتب بمدينة ساحلية رطبة زيادة سعة وحدة تكييف سطحية Rooftop Unit ذات ضاغط ثابت السرعة بنسبة 40% فوق الحمل المحسوب كهامش أمان. ما المشكلة الأرجح التي ستظهر بعد التشغيل؟

    • عجز الوحدة عن بلوغ درجة الحرارة المضبوطة في ساعات الذروة الصيفية
    • انخفاض الرطوبة النسبية داخل المكاتب انخفاضاً شديداً، لأن الوحدة الأكبر تزيل من الرطوبة أكثر مما يلزم
    • تجمد ملف المبخر، لأن الضاغط سيعمل دون توقف لفترات طويلة جداً في الصيف
    • دورات تشغيل قصيرة Short Cycling لا تكفي لإزالة الرطوبة، فترتفع الرطوبة الداخلية

    الشرح: الوحدة الكبيرة تبلغ درجة الحرارة المضبوطة بسرعة ثم يتوقف ضاغطها، فلا يبقى الملف بارداً مدة كافية لتكثيف الرطوبة، فيبقى الحمل الكامن دون معالجة وترتفع الرطوبة النسبية. يظن كثيرون أن زيادة السعة تعني تكييفاً أفضل دائماً، مع أنها في المناخ الرطب تضر بالراحة وتخفض الكفاءة بسبب كثرة الإقلاع والتوقف.

  2. ٢. في نظام ماء مبرد بتدفق أولي متغير Variable Primary Flow، يُركَّب خط تجاوز Bypass مزود بصمام تحكم بين خطي الإمداد والراجع قرب المبردات. ما الغرض الأساسي منه؟

    • استيعاب التمدد الحراري للماء بدلاً من خزان التمدد Expansion Tank
    • إبقاء التدفق عبر ملفات التبريد في المباني ثابتاً عند جميع الأحمال الجزئية والكاملة
    • ضمان الحد الأدنى من التدفق عبر مبخر المبرد Chiller عند الأحمال المنخفضة
    • رفع فرق درجات الحرارة Delta T بين الإمداد والراجع عند الأحمال الجزئية

    الشرح: في هذا النظام تتغير سرعة المضخات الأولية مع الحمل، فإذا انخفض التدفق عن الحد الأدنى الذي يحدده صانع المبرد تعرض المبخر لخطر التجمد وفصل المبرد آلياً، فيفتح صمام التجاوز للحفاظ على هذا الحد. ويظنه بعضهم وسيلة لتحسين Delta T، مع أن مرور الماء البارد مباشرة إلى الراجع يخفض فرق درجات الحرارة.

  3. ٣. سلك كهربائي نصف قطره 3 mm يُغلَّف بعازل موصليته الحرارية 0.2 W/m·K، ومعامل انتقال الحرارة بالحمل للهواء المحيط 10 W/m²·K. ماذا يحدث لمعدل فقد الحرارة من السلك إذا زيد سمك العازل تدريجياً حتى يبلغ نصف القطر الخارجي 15 mm، مع ثبات درجة حرارة السلك؟

    • يبقى ثابتاً تقريباً، لأن مقاومة الحمل الخارجية هي المسيطرة على انتقال الحرارة هنا
    • يقل أولاً ثم يزداد بعد أن يتجاوز نصف القطر الخارجي 10 mm
    • يزداد، لأن نصف القطر الخارجي ما زال دون نصف القطر الحرج 20 mm
    • يقل باستمرار، لأن كل زيادة في سمك العازل تضيف مقاومة توصيل حرارية جديدة إلى المسار

    الشرح: نصف القطر الحرج للأسطوانة يساوي k/h = 0.2/10 = 0.02 m، ودونه تؤدي زيادة مساحة سطح الحمل إلى خفض المقاومة الكلية أكثر مما تضيفه مقاومة التوصيل، فيرتفع فقد الحرارة. يغفل كثيرون هذه الحالة لافتراضهم أن العزل يقلل الفقد دائماً، وهي في الواقع تفيد في تبريد الكابلات الكهربائية.

  4. ٤. في محطة بخارية تعمل بدورة رانكن Rankine Cycle، اقترح فريق التشغيل خفض ضغط المكثف لرفع الكفاءة الحرارية. بصفتك المهندس المسؤول، ما الأثر الجانبي الرئيسي الذي يجب تقييمه قبل الموافقة؟

    • زيادة شغل مضخة التغذية زيادة كبيرة تلغي مكسب الكفاءة الحرارية كله
    • انخفاض الشغل الصافي للدورة، لأن التوربين يتمدد إلى ضغط أدنى
    • ارتفاع درجة حرارة طرد الحرارة في المكثف، مما يخفض الكفاءة
    • زيادة الرطوبة في المراحل الأخيرة من التوربين وتآكل ريشها

    الشرح: خفض ضغط المكثف يخفض درجة حرارة طرد الحرارة فيرفع الكفاءة والشغل الصافي، لكنه يخفض جودة البخار Steam Quality عند مخرج التوربين فتتآكل الريش بفعل قطرات الماء. ويبالغ بعضهم في تقدير زيادة شغل المضخة، مع أنها ضئيلة جداً مقارنة بشغل التوربين.

  5. ٥. بصفتك قائد فريق الصيانة، تعطلت محامل مروحة سحب رئيسية ID Fan ثلاث مرات خلال ستة أشهر، وفي كل مرة يستبدل الفريق المحمل ويعيد التشغيل بسرعة. اقترح المشرف شراء محامل من علامة تجارية أغلى ثمناً. ما أفضل تصرف؟

    • تقصير فترة الاستبدال الوقائي للمحامل إلى شهرين حتى يسبق الاستبدال موعد العطل المتوقع
    • زيادة مخزون المحامل الاحتياطية في المستودع لتقليل زمن التوقف عند كل عطل
    • اعتماد المحامل الأغلى فوراً، لأن رداءة جودة المحمل هي السبب الأرجح لتكرار العطل
    • تحليل السبب الجذري Root Cause Analysis بفحص المحامل التالفة وظروف التشغيل

    الشرح: تكرار العطل نفسه يدل على سبب كامن مثل سوء المحاذاة أو عدم الاتزان أو خلل التزييت أو الحمل الزائد، وفحص أسطح المحامل التالفة يكشف نمط الفشل. أما تغيير العلامة التجارية أو تقصير فترات الاستبدال أو زيادة المخزون فيعالج العرَض ويهدر المال دون إزالة السبب.

  6. ٦. صمام تنفيس ضغط PSV على وعاء ضغط مضبوط على أقصى ضغط تشغيل مسموح MAWP، ويفتح مراراً أثناء التشغيل. اقترح مشرف الإنتاج رفع ضغط الضبط 10% فوق MAWP لإيقاف ذلك، مستنداً إلى أن الكود يسمح بزيادة 10%. ما أفضل تصرف؟

    • رفضه، والتحقيق في سبب ارتفاع الضغط، وتمرير أي تعديل عبر إدارة التغيير MOC
    • إغلاق صمام العزل أسفل صمام التنفيس مؤقتاً حتى موعد التوقف القادم للصيانة
    • قبول الاقتراح، لأن نسبة 10% هي السماحية المعتمدة لضبط صمامات التنفيس فوق MAWP في كود ASME
    • استبدال الصمام بآخر ذي سعة تصريف أكبر مع إبقاء ضغط الضبط على حاله

    الشرح: نسبة 10% في الكود هي التراكم Accumulation المسموح للضغط أثناء التصريف فوق ضغط الضبط، وليست إذناً بضبط صمام التنفيس الوحيد فوق MAWP. والفتح المتكرر عرَض لمشكلة في العملية أو لضبط قريب جداً من ضغط التشغيل، فيجب فهم سببه ومراجعة أي تعديل رسمياً قبل تنفيذه.

  7. ٧. خزانات ملحومة من الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 ظهر فيها تآكل بين حبيبي Intergranular Corrosion في المنطقة المتأثرة بالحرارة HAZ بعد مدة من الخدمة في وسط حمضي. ما القرار الأنسب عند تصنيع الخزانات البديلة؟

    • زيادة الحرارة المدخلة Heat Input لتقليل عدد طبقات اللحام
    • استخدام الدرجة عالية الكربون 304H لرفع المقاومة الميكانيكية للوصلات
    • استخدام الدرجة منخفضة الكربون 304L في الخزانات الجديدة
    • تبريد الوصلات ببطء بعد اللحام لتخفيف الإجهادات المتبقية فيها

    الشرح: هذا التآكل ناتج عن التحسس Sensitization، إذ تترسب كربيدات الكروم على حدود الحبيبات عند البقاء في نطاق يقارب 450-850°C فتفتقر المناطق المجاورة إلى الكروم، وخفض الكربون إلى 0.03% أو أقل يحد من تكوّن هذه الكربيدات. أما التبريد البطيء وزيادة الحرارة المدخلة فيطيلان البقاء في نطاق التحسس فيفاقمان المشكلة.

  8. ٨. عند اختيار مادة أنابيب لنقل الغاز الطبيعي المسال LNG عند -162°C، لماذا يُختار الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ مثل 304L بدلاً من الفولاذ الكربوني العادي؟

    • لأن معامل تمدده الحراري أقل من الفولاذ الكربوني، فتقل إجهادات الانكماش
    • لأن بنيته FCC لا تمر بانتقال من المطيلية إلى القصافة
    • لأن إجهاد خضوعه عند درجة حرارة الغرفة أعلى كثيراً من الفولاذ الكربوني
    • لأن موصليته الحرارية أعلى، فيبرد الأنبوب بسرعة وانتظام عند بدء التشغيل

    الشرح: الفولاذ الكربوني ذو البنية BCC يصبح قصيفاً دون درجة حرارة الانتقال DBTT، بينما يحتفظ الفولاذ الأوستنيتي بمتانة الصدم حتى درجات الحرارة المبردة جداً. والخيارات الأخرى خاطئة، فإجهاد خضوع 304L أقل من كثير من أنواع الفولاذ الكربوني، وتمدده الحراري أعلى، وموصليته الحرارية أقل.

  9. ٩. وصلة ملولبة Bolted Joint تثبت غطاء أسطوانة هيدروليكية يتعرض لضغط داخلي متذبذب. لماذا يوصي المصمم بشد مسبق Preload مرتفع للبراغي ضمن الحدود المسموحة؟

    • لأن الشد المسبق يمنع فك البراغي بالاهتزاز فحسب، ولا أثر له في عمر الكلال
    • لأن الأجزاء المضغوطة تتحمل معظم تذبذب الحمل، فلا يبلغ البرغي إلا جزء منه
    • لأن الشد المسبق يخفض متوسط الإجهاد في البرغي، فيرتفع عمر الكلال ارتفاعاً كبيراً
    • لأن الشد المسبق ينقل الحمل الخارجي كله إلى البرغي، فيريح الحشية تماماً

    الشرح: ما دامت الوصلة لم تنفصل، يتوزع الحمل الخارجي بحسب الجساءة فلا يتحمل البرغي إلا الجزء C·P حيث C = kb/(kb+km) وهو صغير عادة، فيقل مدى الإجهاد المتناوب الذي يحكم الكلال. يظن كثيرون أن الشد المسبق يضعف البرغي لأنه يرفع متوسط الإجهاد، لكن خفض المدى المتناوب ومنع انفصال الوصلة أعظم أثراً.

  10. ١٠. عمود ضغط نحيف Slender Column من فولاذ إنشائي إجهاد خضوعه 250 MPa فشل بالانبعاج المرن Elastic Buckling. اقترح زميل استبداله بفولاذ عالي المقاومة إجهاد خضوعه 690 MPa بالمقطع والطول وظروف التثبيت نفسها. ما الأثر المتوقع على حمل الانبعاج الحرج؟

    • ينخفض قليلاً، لأن الفولاذ عالي المقاومة أقل مطيلية وأكثر حساسية لعيوب الاستقامة
    • يرتفع نحو 2.8 مرة، لأن الحمل الحرج يتناسب مع إجهاد خضوع المادة
    • يبقى كما هو تقريباً، لأن معامل المرونة E متقارب في أنواع الفولاذ
    • يرتفع نحو 1.7 مرة، لأنه يتناسب مع الجذر التربيعي لإجهاد الخضوع

    الشرح: حمل أويلر الحرج Pcr = π²EI/(KL)² يعتمد على معامل المرونة وعزم القصور الذاتي والطول الفعال، ومعامل المرونة يقارب 200 GPa لمعظم أنواع الفولاذ مهما اختلفت مقاومتها. لذلك يكون الحل في زيادة عزم القصور الذاتي للمقطع أو تقليل الطول الفعال، لا في رفع رتبة الفولاذ.

  11. ١١. مضخة طاردة مركزية قيمة NPSHr لها عند نقطة التشغيل وفق منحنى المصنّع 4.0 m، وحُسبت NPSHa للنظام فكانت 4.2 m. يرى مدير المشروع أن التصميم مقبول لأن NPSHa أكبر من NPSHr. ما تقييمك؟

    • مقبول، لأن المصنّع يضيف إلى NPSHr هامش أمان كافياً لجميع التطبيقات
    • مقبول، لأن أي فائض موجب في NPSHa يمنع التكهف منعاً تاماً
    • غير مقبول، لأن NPSHa يجب أن تكون أقل من NPSHr حتى تمتلئ المضخة بالسائل
    • غير مقبول، فالتكهف قائم عند NPSHr لأنه يُعرَّف بهبوط السمت 3%

    الشرح: قيمة NPSHr المنشورة هي عادة NPSH3، أي القيمة التي ينخفض عندها سمت المرحلة الأولى 3% بفعل التكهف، فالتكهف وتآكل الدافع قائمان عندها، ولذلك توصي إرشادات ANSI/HI 9.6.1 بهامش فوقها يتوقف على التطبيق. والفائض هنا 5% فقط، وهو أقل من أي هامش مقبول، ويخطئ من يظن أن مجرد تجاوز NPSHr يكفي.

  12. ١٢. خط أنابيب ماء طوله 1200 m، وسرعة انتشار موجة الضغط فيه 1200 m/s، وسرعة التدفق 2 m/s. أُغلق صمام في نهايته إغلاقاً كاملاً خلال 1 s. باعتبار كثافة الماء 1000 kg/m³، ما الارتفاع الأقصى المتوقع في الضغط بسبب الطرق المائي Water Hammer تقريباً؟

    • نحو 2.4 bar
    • نحو 24 bar
    • نحو 12 bar
    • نحو 48 bar

    الشرح: زمن الإغلاق 1 s أقل من الزمن الحرج 2L/a = 2 s، فيُعامل الإغلاق معاملة الإغلاق اللحظي وتنطبق معادلة جوكوفسكي Δp = ρ·a·Δv = 1000 × 1200 × 2 = 2.4 MPa، أي نحو 24 bar. يخطئ بعضهم فيعدّ الإغلاق خلال ثانية بطيئاً، أو يطبق معادلة الإغلاق البطيء فيحصل على قيمة تتجاوز حد جوكوفسكي.

مقابلات أخرى: مهندس ميكانيكا

المزيد