騰空體積

Ullage 或稱頂部空間（headspace），是指容器中未填滿的空間，尤其是在裝有液體的容器中。

詞源

Ullage 一詞源自拉丁文 oculus，羅馬人用這個字指酒桶的軟木塞孔。這個詞後來在中世紀法語中演變為 oeil，並衍生出動詞 ouiller，意指將酒桶完全裝滿。約在 1300 年，諾曼人創造了 ouillage 一詞，用來指將酒桶裝滿所需的液體量。

酒精飲料

在釀酒業中，ullage 後來指酒桶未裝滿的任何部分，可能是因為部分內容物已被取用。這個詞也用於指酒瓶頂部的未填充空氣空間，此空間對於讓內容物在溫度變化時得以膨脹至關重要。

在釀造和啤酒零售業中，ullage 的意義進一步延伸，指倒空的啤酒桶中剩餘的啤酒殘渣。在計算納稅申報等事宜時，持牌場所的業主、房東或經理可以將 ullage（即不可避免的桶裝損耗）的稅款計入考量。因此，在酒飲牌照行業中，ullage 已成為一個通用術語，泛指廢棄的啤酒，無論是在酒桶中，還是在酒吧的龍頭或幫浦處。然而，顧客杯中剩餘的啤酒不算是 ullage，因為它已經售出。

火箭技術

液體推進劑火箭和太空載具將其推進劑儲存在燃料箱中。低溫燃料箱從不完全裝滿，以防止引擎啟動後箱內壓力急遽下降。在地面上，或在火箭推進升空過程中持續的地球重力場中，推進劑頂部與燃料箱頂部之間的空間稱為「Ullage 空間」。Ullage 壓力是火箭動力飛行期間一個關鍵的可測量參數，因为它會影響燃料箱的結構完整性以及引擎的淨正吸入壓頭（NPSH）。

在太空中無引擎推力的失重狀態下，部分填充的燃料箱中會出現空曠空間，而 ullage 空間會以液體團塊與多個氣體區域的異質混合物形式，分佈在燃料箱的大部分區域。在這些情況下，液體會漂離引擎進氣口，這對穩定的引擎運作是不利的。

有時會利用小型火箭引擎等施加微小推力，以提供足夠的加速度，在主引擎點火前將液體推進劑重新聚集（沉降）到燃料箱底部靠近引擎推進劑入口處。專門用於此單一目的的引擎通常稱為 Ullage 馬達。

反應控制系統的推進器也常用於在太空中重新點燃液體推進劑引擎前，使推進劑沉降。

工業用途

Ullage 也廣泛用於工業或海事領域，描述大型儲槽或貨艙中未填充的空間，這些儲槽或貨艙用於儲存或運輸液體或如穀物等散裝固體。根據國際海事組織（IMO）的規定、《聯邦規則彙編》（Code of Federal Regulations）以及美國船級社（ABS）的《鋼質船舶規範》，鋼質船舶上的某些壓力艙櫃的裝載量不得超過 98%，但有例外情況。這是為了確保壓力釋放閥始終與氣體或蒸氣接觸。某些用於化學品的壓力釋放閥在設計上，無法在接觸液體時釋放壓力。

在某些情況下，船舶貨艙中的 ullage（未裝滿空間）可能與穩定性有關；部分裝載的貨艙中的液體或乾散貨物，會隨著船舶向一側或另一側傾斜而不對稱地移動，與滿載貨艙相比，這會降低穩定性的裕度。儲槽中過多的 ullage 可能會導致自由液面效應。在提及自由液面效應時，未裝滿的儲槽狀態被稱為「鬆艙」（slack tank），而滿載的儲槽則為「壓滿」（pressed up）。

參考書目

• 《美國船級社鋼質船舶規範 2007 年版》，第 5C 部分

外部連結

• 土星五號引擎說明

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