【站僕】摩檸Morning>試卷(2016/03/22)

熱力學與熱傳學題庫 下載題庫

98 年 - 098年熱力學與熱傳學(包括熱機)#47473 

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【非選題】
1.
一、壓縮機將空氣從入口狀態 100 kPa, 300 K 壓縮到 600 kPa。假設動能及位能變化可忽 略。空氣氣體常數 R=0.287 kJ/kgK,比熱比(specific heat ratio)k=1.4。試求

【題組】⑴等 熵壓縮(isentropic compression),


【非選題】
2.【題組】⑵等溫壓縮(isothermal compression)過程下, 壓縮機對單位質量工作流體所做的功。(15 分)

【非選題】
3.二、水蒸氣進出絕熱渦輪機的條件如下: 
入口處:P1=6 MPa,T1=600℃,V1=80 m/s(h1=3658.4 kJ/kg,s1=7.1677 kJ/kgK) 
出口處:P2=50 kPa,T2=100℃,V2=140 m/s(h2=2682.5 kJ/kg,s2=7.6947 kJ/kgK) 
 渦輪機之輸出功率為 5 MW,環境溫度為 20℃。試求渦輪機之第二定律熱效率(second­law efficiency of the turbine)。(20 分)


【非選題】
4.三、四汽缸 3.0 L柴油引擎以理想狄賽爾循環(ideal Diesel cycle)操作,其壓縮比( compression ratio)為 17,切斷比(cut­off ratio)為 2.2。進入壓縮過程前空氣溫度及 壓力分別為 300 K及 100 kPa。室溫下空氣之Cp=1.005 kJ/kgK,Cv=0.718 kJ/kgK,k= 1.4。利用冷空氣標準之假設(cold air standard assumptions),試求轉速 1500 rpm時, 引擎輸出之功率。(空氣氣體常數R=0.287 kJ/kgK)(20 分)

【非選題】
5.四、何謂焦耳湯姆森係數(Joule­Thomson coefficient)?它有何用處?請利用熱力學關 係式,證明理想氣體的焦耳湯姆森係數為零。(10 分)

【非選題】
6.
五、熱電偶(thermal couple)可用來量測流動氣體的溫度。(25 分)

【題組】 ⑴請說明熱電偶基本原理。


【非選題】
7.【題組】 ⑵一熱電偶其接頭可視為 1 mm 直徑之圓球,接頭材料之物性如下: 
 k=30 W/mK,ρ=8500 kg/m3,cp=320 J/kgK。 
 接頭與氣流間的熱對流係數(convective heat transfer coefficient)為 200 W/m2 ·K。 
 假設氣流溫度T =100℃,熱電偶接頭起始溫度Ti =20℃,試求此一熱電偶量到 99℃的氣體溫度所需之時間。


【非選題】
8.
六、管殼式熱交換器之熱水端及冷水端量測數據如下:
熱水端:入口溫度 71.5℃,出口溫度 58.2℃,流量 1.05 L/min。 
 冷水端:入口溫度 19.7℃,出口溫度 27.8℃,流量 1.55 L/min。 
 水的物性如下: 
 熱水平均密度為 980.5 kg/m3,熱水平均比熱為 4187 J/kg℃。 
 冷水平均密度為 997.3 kg/m3,冷水平均比熱為 4180 J/kg℃。
 熱交換面積為 0.02 m2。 試求

【題組】⑴總熱傳係數(Overall heat transfer coefficient),


【非選題】
9.【題組】⑵熱交換器性能係數 (effectiveness of the heat exchanger,ε),

【非選題】
10.【題組】⑶傳遞單元數(Number of Transfer Unit, NTU)。(10 分)

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98 年 - 098年熱力學與熱傳學(包括熱機)#47473

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