【站僕】摩檸Morning>試卷(2016/02/02)

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102 年 - 102年地方考三等_機械工程#41461 

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【非選題】
1.一、於 1.0 MPa、300ºC 下水蒸氣以 150 m/s 進入一絕熱噴嘴,該水蒸氣離開噴嘴時壓力 為 0.2 MPa,速度為 750 m/s。請問出口水蒸氣溫度為何?(15 分) 

【非選題】
2.
二、空氣以 100 kPa、27ºC 狀態進入一 800-W 的吹風機,離開時為 52ºC。吹風機可假設 為平行管道(duct),並嵌入一電阻發熱器,管中有一小風扇將風吸入管道,空氣 於經過電阻發熱器時被加熱。管道出口截面積為 60 cm2,忽略風扇所消耗功率與壁 面之熱損失。請計算:

【題組】 ⑴空氣進口之體積流率(volume flow rate)。(10 分)


【非選題】
3.【題組】 ⑵空氣出口速度。(10 分) 註:空氣之氣體常數(gas constant)為 0.287 kPa⋅m3/kg⋅K。空氣於室溫之定壓比熱 (constant pressure specific heat)cp = 1.005 kJ/kg⋅K。

【非選題】
4.
三、5 kg空氣於汽缸活塞系統中由 100 kPa、27ºC 壓縮至 1 MPa,過程為可逆等溫(reversible isothermal)。請決定:

【題組】 ⑴系統中空氣熵之總變化量為何?(10 分)


【非選題】
5.【題組】 ⑵系統之功的總量為何?請標明為輸入或輸出。(10 分) 註:空氣之氣體常數為 0.287 kPa⋅m3/kg⋅K。

【非選題】
6.
四、考慮一使用氦氣(Helium)為工作流體之標準布雷登循環(Brayton cycle),系統 壓縮機入口氣體壓力為 90 kPa,氣體壓縮比為 16,系統最高與最低溫度分別為 827ºC 及 17ºC。若氦氣質量流率為 10 kg/s,試求此循環之:

【題組】 ⑴熱輸入量(kJ/kg)。(10 分)


【非選題】
7.【題組】 ⑵最大輸出功率(MW)。(10 分)

【非選題】
8.【題組】 ⑶系統熱效率(%)。(5 分) 註:氦氣之氣體常數為 2.0769 kJ/kg⋅K,定壓比熱與定容比熱可視為常數,其值分 別為 5.1926 kJ/kg⋅K 與 3.1156 kJ/kg⋅K。

【非選題】
9.
五、一卡諾熱泵浦(Carnot heat pump)之 COP 為 7.5,該熱泵浦消耗 5.6 kW 之功率以 維持空間於 24ºC。請決定:

【題組】 ⑴該熱泵浦自何溫度吸收熱量(ºC)?(10 分)


【非選題】
10.【題組】 ⑵該熱泵浦之熱負荷。(10 分)

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