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熱工學
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109年 - 109 關務特種考試_三等_機械工程:熱工學#86412
> 申論題
一、利用 T-s 圖和 P-v 圖繪出空氣標準狄賽爾循環(Air-Standard Diesel Cycle), 說明組成此一循環的熱力過程,定義壓縮比(Compression Ratio, r)和停 熱比(Cutoff Ratio,rc),並推證以壓縮比、停熱比和空氣比熱比(Specific Heat Ratio, k)為函數的循環熱效率關係式。(25 分)
相關申論題
二、利用 T-s 圖和系統示意圖呈現理想再生式朗肯循環(Ideal Regenerative Rankine Cycle),說明其循環熱效率等同於卡諾循環(Carnot Cycle)的循 環熱效率。針對實際應用,請說明何為開放式飼水加熱器(Open Feedwater Heater),再利用 T-s 圖和系統示意圖說明如何利用開放式飼水加熱器建 構實際可運作的再生式朗肯循環。註:系統示意圖為熱力循環系統各組件 的關聯圖。(25 分)
#349201
三、考慮理想氣體經由一等壓膨脹過程,請分別針對密閉系統(Closed System) 和穩態穩流系統(Steady-State Steady-Flow System),於 P-v 圖和 T-s 圖 標出作功和傳熱面積,並推證此一過程的作功、傳熱和熵變(Entropy Change)。註:理想氣體常數、等壓比熱、等容比熱分別可表為 R、Cpo、 Cvo;忽略動能及位能的變化。(25 分)
#349202
四、級聯冷凍系統(Cascade Refrigeration Systems)是由兩個冷凍循環組成, 將上循環的蒸發器和下循環的冷凝器結合成一個熱交換器,下循環的冷 凝器藉此排熱給上循環的蒸發器。請利用 T-s 圖和系統示意圖說明級聯 冷凍系統,列出性能係數(Coefficient of Performance, COP)計算式,並 說明其 COP 提高的原因。註:系統示意圖為冷凍循環系統各組件的關 聯圖。(25 分)
#349203
四、空氣進入一噴嘴,入口溫度 600 K、壓力 160 kPa、速度 50 m/s,出口壓力為 100 kPa。此噴嘴之等熵效率(isentropic efficiency)為 70%,求1.出口速度,2.出口溫度。(空氣之比熱 cp = 1.051 kJ/kg●K,比熱比 k = 1.376)(25 分)
#555837
三、一空氣標準狄則耳循環(Diesel cycle)之壓縮比為 20,壓縮前壓力 100 kPa、溫度為 300 K,吸熱過程後之溫度為 1800 K。假設比熱固定,cp = 1.005 kJ/kg●K,cv = 0.718 kJ/kg●K,求停氣比(cutoff ratio)、循環熱效率。(25 分)
#555836
二、某氣渦輪機使用二段等熵壓縮機,二段的壓力比相同,空氣為工作流體。空氣進入壓縮機時壓力 100 kPa、溫度 300 K,空氣離開壓縮機時壓力為 700 kPa。為使消耗功降低,在二段中間將空氣冷卻至 300 K,若空氣之流量為 0.1 kg/s,則此壓縮機需消耗多少功?假設比熱固定,cp = 1.005 kJ/kg●K, R = 0.287 kJ/kg●K。(25 分)
#555835
(二)若氣體壓力高,需考慮真實氣體效應。請說明任意兩種獲得真實氣體溫度、壓力、體積的方法。(15 分)
#555834
(一)當壓力很低時,氣體行為趨近理想氣體。如何判斷氣體的壓力夠低,可以使用理想氣體方程式?(10 分)
#555833
(四)何謂絕熱火焰溫度?如何調整?
#538441
(三)當大氣被加熱時,請問相對濕度及絕對濕度如何變化?大氣被冷卻至露點溫度以下時,相對濕度及絕對濕度如何變化?
#538440
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