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【站僕】摩檸Morning>試卷(2017/12/14)

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106 年 - 特種考試地方政府公務人員考試/熱力學#66972 

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【非選題】
1.
一、試回答下列問題或解釋其意涵:(每小題 5 分,共 25 分)

【題組】⑴舉例說明工程上有利用等焓過程(constant enthalpy process)之熱機元件


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【非選題】
2.【題組】⑵增熵原理(principle of the increase of entropy)

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【非選題】
3.【題組】⑶噴嘴之絕熱效率(nozzle adiabatic efficiency)

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o9770221 幼稚園下 (2020/12/01):

噴嘴絕熱效率(nozzle adiabatic efficiency):

用於描述噴嘴效率的參數,其定義:

5fc62e7e52745.jpg


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【非選題】
4.【題組】⑷物質之臨界點(critical point)

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【非選題】
5.【題組】⑸一冷凍噸(one ton of refrigeration)

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o9770221 幼稚園下 (2020/12/01):

冷凍噸:

1 噸(2000磅)的 32℉(0℃)天然冰,在24hr內融解成 32℉(0℃)之水,所能吸收之熱。

一冷凍噸約等於12,000 BTU/h=3024千卡/h=3.517kW。

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【非選題】
6.

二、一理想之標準空氣(air-standard)冷凍循環,如圖一所示。已知壓縮機之壓縮比為 3:1, 其入口(圖一①處)空氣溫度為 270 K,壓力 100 kPa;另在膨脹器(expander)入口 處(圖一③處)空氣之溫度為 300 K。假設壓縮及膨脹過程均為可逆絕熱過程,試求:phptG69lY


【題組】⑴繪出本冷凍循環之 T-S 圖(temperature-entropy diagram)。(5 分)


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水月萍 (2020/10/28):

AWFRlIdJXQttAAAAAElFTkSuQmCC

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【非選題】
7.【題組】⑵本循環之性能係數(coefficient of performance)。(20 分) 註:1.空氣定壓比熱 Cp = 1.004 kJ/kg K,定容比熱 Cv = 0.717 kJ/kg K2.空氣氣體常數 R= 0.287 kJ/kg K

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水月萍 (2020/10/28):

空氣冷凍循環 (SPSP)

COPr= qL / (qH-qL)

qH = Cp (T2-T3)

qL = Cp(T1-T4)

壓縮比 r= v1/v2 =3

K-1/K = 0.286 

T2/T1 = (3)^0.4 = (P2/P1)^0.286 = (P3/P4)^0.286 = T3/T4 

T2=419.00

T4=193.32


qH = 1.004(419-300)=119.48

qL =1.004(270-193.32)=76.99


COPR=1.81

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【非選題】
8.

三、二個流體(A 及 B)分別流入一個混合槽內互相混合,如圖二所示。混合前流體 A 為飽和水蒸汽,其壓力為 0.6 MPa;另一個流體 B 為過熱水蒸汽,其溫度為 600℃, 壓力 0.6 MPa。混合後之流體 C 以單一流道流出此水槽,其溫度為 400℃,壓力 0.6 MPa,質量流率為 mC = 1 kg/s。假設此過程為絕熱之穩態流(steady state, steady flow), 且飽和水的性質如附表所示,試求:php8keurG


【題組】 1.流體 A 及流體 B 之質量流率 mA、mB分別為何?(kg/s)(12 分)


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水月萍 (2020/10/29):

原本有附表

 mA+mB=mC  >> mA+mB=1

mAhA + mBhB = mChC

查表可知

hA=2756.8

hB=3700.9

hC=3270.3


2756.8(1-mB) + 3700.9mB = 3270.3

mB=0.544 kg/s  mA=0.456 kg/s


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【非選題】
9.【題組】2.本過程其熵之變化(entropy change)為何?(kW/K,W 為瓦特)(13 分)

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水月萍 (2020/10/29):

Sgen= mCsC - (mAsA + mBsB )

查表可得

sA=6.76

sB=8.2674

sC=7.7079

Sgen=1*7.7079 -(0.456*6.76+0.544*8.274)=0.124


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【非選題】
10.四、有一家用加熱系統使用排出之廢空氣來加熱入口新鮮空氣,如圖三所示。已知外界 大氣溫度為-10℃,相對濕度為 30%,壓力為 100 kPa。當入口空氣體積流率為 1 m3 /s 時,試問要加入多少水流量(kg/hr),才能使空氣之出口之溫度及相對濕度控制在 20℃ 及 40%。(25 分) 註:
1.水蒸汽於-10℃及 20℃,所對應之飽和壓力分別為 0.2601 kPa、2.339 kPa 
2.水蒸汽及乾空氣之分子量分別為 18、28.97,空氣氣體常數 R= 0.287 kJ/kg Kphpfzgg12


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水月萍 (2020/10/29):

相對溼度O1=0.3 Pv1=O1*Pg1 Pv1=0.3*0.2601=0.078

絕對濕度w1=0.622(Pv1/Pm-Pv1) = 0.622(0.078/100-0.078)=4.85*10^-4 

相對溼度O2=0.4 Pv2=0.4*2.339=0.9356

絕對濕度w2=0.622(0.9356/100-0.9356)=5.87*10^-3


乾空氣質量ma

假設加入的水質量流率為mw (kg/s)

質量守恆

ma*w1 + mw = maw2

mw= ma (w2-w1) 

PV=maRT  >> 100*1=ma*0.287*(273-10)

 ma=1.32 (kg/s)

mw=6.99*10^-3 (kg/s) = 25.16 (kg/hr)



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懸賞詳解

國三歷史下第二次

46. ( )在中國歷史上,哪一個人是首位結束長期諸候割據稱雄局面,統一中國的帝王? (A)秦穆公 (B)秦孝公(C)秦王嬴政 (D)周武王 ...

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