107年 - 107 關務特種考試_三等_機械工程：熱工學#69076

科目：熱工學 | 年份：107年 | 選擇題數：0 | 申論題數：6

試卷資訊

所屬科目：熱工學

選擇題 (0)

申論題 (6)

⑴比較上述兩個熱力循環，何者熱效率高？請說明原因。（10 分）

⑵提出兩種方法來提升理想朗肯循環的熱效率，請利用 T-s 圖來說明熱效率增加的原因。（10 分）

⑶使用超臨界鍋爐（Supercritical Boiler）或超超臨界鍋爐（Ultra-Supercritical Boiler）的朗肯循環為何比較節能，且能減少二氧化碳排放？請說明原因。（5 分）

二、考慮一理想鄂圖循環（Ideal Otto Cycle），以空氣為工作介質，若已知壓縮過程的起始溫度(T1)、壓力(P1)和比容(v1)，以及入熱量(qin)和壓縮比（r, Compression Ratio），請繪出 T-s 圖，並推導出此一循環的最高溫度和壓力的計算式。假設空氣為理想氣體，其相關常數分別可表為 Cpo，Cvo，R，k。（25 分）

三、考慮一理想布雷登循環（Ideal Brayton Cycle），以空氣為工作介質，此一循環的最高溫度和最低溫度分別為 1300 K 和 300 K，壓縮機和渦輪機效率分別為 83%和 87%，壓力比（Pressure Ratio）為 10。請計算此一循環的渦輪機出口溫度、淨輸出功和熱效率。假設空氣為理想氣體， C_po = 1.005 kJ/kg K ， C_vo = 0.718 kJ/kg K ， R = 0.287 kJ/kg K，k = 1.4。（25 分）

四、天然瓦斯（組成包含 72%甲烷、9%氫氣、14%氮氣、2%氧氣和 3%二氧化碳）和空氣（相對濕度 80%）在 20℃，1 大氣壓狀態下，以化學計量比（Stoichiometric Ratio）混合燃燒。維持 1 大氣壓完全燃燒後，請計算燃燒產物中的水蒸氣分壓。已知 20℃ 水的飽和蒸氣壓為 2.339 kPa。（25 分）