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96年 - 96 公務升官等考試_薦任_機械工程：熱工學#42705
科目：
熱工學 |
年份：
96年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
5
試卷資訊
所屬科目：
熱工學
選擇題 (0)
申論題 (5)
一、考慮一密閉系統内的理想氣體，試建構可能的熱力循環，使理想氣體的變化由狀態 A（體積為 9 m
3
，壓力為 0.1 MPa）經過狀態 B（體積為 0.3 m
3
，壓力為 3 MPa）再 回到狀態 A，且此熱力循環必須由一等溫過程、一等壓過程和一等容過程等三個熱 力過程所組成。請利用 P-V 圖繪出三個熱力過程組成此熱力循環的各個可能組合， 並計算各個組合形成熱力循環的功。（20 分）
二、考慮一理想氣體經過一可逆多變過程（reversible polytropic process），且此一過程 為穩態穩流過程（steady-state steady-flow process），若省略動能及位能的變化，請 推導其功的表示式。（20 分）
三、考慮一蒸汽動力廠（steam power plant）以朗肯循環（Rankine cycle）來運轉，工作 介質在鍋爐（boiler）維持 700℃下吸熱 1MW，在冷凝器（condenser）維持 40℃下 排熱 0.58MW，加壓泵（pump）輸入功率則為 0.03MW。請計算此ㄧ蒸汽動力廠的 熱效率。假設加壓泵輸入功和鍋爐吸熱量維持不變，此一蒸汽動力廠若以卡諾循 環（Carnot cycle）來運轉，請問其汽渦輪機（steam turbine）可以輸出多少功率？ （20 分）
四、甲烷（CH4）與空氣混合燃燒，由生成物的乾基（dry basis）分析得知：CO
2
= 10.00%， O
2
= 2.37%，CO = 0.53%，N
2
= 87.10%，合計 100%。請計算此ㄧ燃燒反應的空燃比 （air-fuel ratio）和理論空氣（theoretical air）百分比，並寫下其燃燒化學反應式。 （20 分）
五、空氣在 100kPa，20℃狀態下進入一絕熱壓縮機，離開壓縮機時溫度提升為 200℃。 當空氣流率為 0.2kg/s，請問壓縮機需輸入的功率為多少？假設壓縮機的等熵效率 （isentropic efficiency）為 70%，請問離開壓縮機時空氣壓力為多少？假設空氣的等 壓比熱 Cp = 1.0035kJ/kg K，比熱比 k = 1.4。（20 分）
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