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熱力學與熱傳學
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98年 - 98 專技高考_機械工程技師：熱力學與熱傳學（包括熱機）#47473
科目：
熱力學與熱傳學 |
年份：
98年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
10
試卷資訊
所屬科目：
熱力學與熱傳學
選擇題 (0)
申論題 (10)
⑴等 熵壓縮（isentropic compression），
⑵等溫壓縮（isothermal compression）過程下， 壓縮機對單位質量工作流體所做的功。（15 分）
二、水蒸氣進出絕熱渦輪機的條件如下：
入口處：P
1
＝6 MPa，T
1
＝600℃，V
1
＝80 m/s（h
1
＝3658.4 kJ/kg，s
1
＝7.1677 kJ/kgK）
出口處：P
2
＝50 kPa，T
2
＝100℃，V
2
＝140 m/s（h
2
＝2682.5 kJ/kg，s
2
＝7.6947 kJ/kgK）
渦輪機之輸出功率為 5 MW，環境溫度為 20℃。試求渦輪機之第二定律熱效率（secondlaw efficiency of the turbine）。（20 分）
三、四汽缸 3.0 L柴油引擎以理想狄賽爾循環（ideal Diesel cycle）操作，其壓縮比（ compression ratio）為 17，切斷比（cutoff ratio）為 2.2。進入壓縮過程前空氣溫度及 壓力分別為 300 K及 100 kPa。室溫下空氣之C
p
＝1.005 kJ/kgK，C
v
＝0.718 kJ/kgK，k＝ 1.4。利用冷空氣標準之假設（cold air standard assumptions），試求轉速 1500 rpm時， 引擎輸出之功率。（空氣氣體常數R＝0.287 kJ/kgK）（20 分）
四、何謂焦耳湯姆森係數（JouleThomson coefficient）？它有何用處？請利用熱力學關 係式，證明理想氣體的焦耳湯姆森係數為零。（10 分）
⑴請說明熱電偶基本原理。
⑵一熱電偶其接頭可視為 1 mm 直徑之圓球，接頭材料之物性如下：
k＝30 W/mK，ρ＝8500 kg/m
3
，c
p
＝320 J/kgK。
接頭與氣流間的熱對流係數（convective heat transfer coefficient）為 200 W/m
2
·K。
假設氣流溫度T
∞
＝100℃，熱電偶接頭起始溫度T
i
＝20℃，試求此一熱電偶量到 99℃的氣體溫度所需之時間。
⑴總熱傳係數（Overall heat transfer coefficient），
⑵熱交換器性能係數 （effectiveness of the heat exchanger，ε），
⑶傳遞單元數（Number of Transfer Unit， NTU）。（10 分）
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