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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
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)
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
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)
#135329
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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