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熱工學
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108年 - 108 關務特種考試_三等_機械工程:熱工學#75740
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五、為迎合工業設計美化風潮,同向流動、並流式交換器的兩條管線相互緊緊交 纏,捲成麻花形狀。在入口端,第一條管線流入的是 0.5 kg/s、溫度為 250℃ 的空氣,另一條管線流入的則是 2.5 kg/s、溫度為 25℃的空氣。此交換器 交纏的兩條管線繞行整個廠區周邊達 10000 公尺,請問兩條管線出口空氣 之溫度(℃)各是多少?(20 分)
相關申論題
一、AVH 公司設計的一款熱效率達 30%的汽車引擎,除了提供動力給汽車與 車上其他設備之外,尚需驅動空調系統。在一個炎熱的夏天,空調將 45℃ 的室外空氣吸入並冷卻至 10℃,再以 3 kW 的輸入功率送入冷氣管。已知 該空調效率達到卡諾冷凍機單元的八成,請計算該空調可提供的冷空氣流 率。(20 分)
#305611
二、考慮環保因素,PTG 公司以其 YHC 型壓縮機(等熵效率為 80%)取代舊 型壓縮機(等熵 效率為 70%)。當空氣進入汽車引擎內的輪機充電器之 YHC 型壓縮機時,狀態為 100 kPa、40℃,離開時的壓力是 200 kPa,如 圖一。在進入引擎前,以內部冷卻器將空氣溫度下降 60℃。請問使用 YHC 型壓縮機與舊型壓縮機的壓縮-冷卻過程的不可逆性(the irreversibility of the compression-cooling process)之差為何?(20 分)
#305612
三、CRK 公司使用 A 流體取代水做為採用朗肯循環之渦輪機的運作流體,並 宣稱使用該流體後,渦輪機循環效率(cycle efficiency)將可達 30%以上。 運作時,壓力為 5 MPa、流體過熱至 600℃(焓值為 3800 kJ/kg;熵值 為 7.0 kJ/kg.K);而其冷凝器操作溫度則為 150℃。假設所有元件除了渦輪 機之外都是理想的,而且渦輪機出口蒸汽的狀態為 200 kPa、150℃的飽和 蒸汽(比容為 0.0015 m3/kg;液 態 焓與 氣 態 焓之值分別為 400 kJ/kg 與 2600 kJ/kg;液態熵與氣態熵之值分別為 1.5 kJ/kg.K 與 7.5 kJ/kg.K)。 請問該公司的宣稱是真的嗎?(20 分)
#305613
四、ATP 擬發展一新型空氣冷凍循環系統,如圖二。該冷凍循環系統設定之性 能係數(COP)為 0.45,且其壓縮機與膨脹器均具備相同之等熵效率。在 這個循環中,低壓是100 kPa,高壓是2.0 MPa,而且使用的是固定壓力的 熱交換器。相關溫度是 T1 = T3 = 10℃和 T4 = T6 = -60℃。試計算此冷凍循環 的壓縮機與膨脹器之等熵效率。(20 分)
#305614
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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