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熱工學
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96年 - 96 公務升官等考試_薦任_機械工程：熱工學#42705
> 申論題
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）
相關申論題
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 m3，壓力為 0.1 MPa）經過狀態 B（體積為 0.3 m3，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）
#135327
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）
#135328
四、甲烷（CH4）與空氣混合燃燒，由生成物的乾基（dry basis）分析得知：CO2 = 10.00%， O2 = 2.37%，CO = 0.53%，N2 = 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）
#135330
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）
#135331
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
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