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熱力學與熱傳學
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108年 - 108 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#80685
> 申論題
題組內容
二、一個漫射灰表面(diffuse-gray)具有面積 A
1
= 5×10
-5
m
2
及放射率 ε
1
= 0.6, 其溫度為 T
1
= 1500 K。為了測量前述漫射灰表面所發出的熱輻射,將一 個面積為 A
2
= 9×10
-6
m
2
的感測器擺在它正對面。兩表面彼此平行,中心 共軸,距離為 L = 0.5 m,史帝芬波滋曼常數 σ = 5.67 × 10
-8
(W/m
2
.K
4
)。
⑵感測器面積 A
2
對於漫射灰表面 A
1
的固體角(solid angle)為多少?由 漫射灰表面 A
1
所放射出,而被感測器 A
2
表面所收到的全頻熱輻射功 率(total radiative power)為多少瓦?(10 分)
相關申論題
⑵矽酸鈣外表面的溫度 TS,2。(10 分)
#328704
⑶若將接觸熱阻納於前述分析中,矽酸鈣外表面溫度 TS,2 應高於或低於 前述子題之答案?理由為何?(5 分)
#328705
⑴計算沿垂直漫射灰表面方向(天頂角 θ = 0°)所放射的全頻譜輻射強度 (total intensity)?若沿 θ = 45°方向,全頻譜輻射強度為何?(10 分)
#328706
⑶漫射灰表面 A1所發射的輻射,在那個波長時強度最強?(5 分)
#328708
⑴請說明布萊頓循環中開放循環的 3 個主要元件名稱及其功能?若是封 閉循環,請問較前述開放循環元件有那些不同?新增元件功能為何? (10 分)
#328709
⑵請分別繪出布萊頓循環的 p-v 圖與 T-s 圖,圖上標註出循環方向與熱 進出所對應之過程。(10 分)
#328710
⑶若循環中過程為等熵壓縮與膨脹,請以壓縮機的壓縮比(pressure ratio) rp跟氣體比熱比例(specific heat ratio)k,表示此系統之熱效率(thermal efficiency)η。(5 分)
#328711
四、熱力學常見 5 個名詞,請詳述其物理意義:不完全燃燒(incomplete combustion)、空氣燃料比(air-fuel ratio)、衝程(stroke)、露點溫度 (dew-point temperature)及相對溼度(relative humidity / specific humidity)。 (25 分)
#328712
⑴計算管件的每公尺熱損失率。(10 分)
#328703
六、某板式熱交換器採用熱傳強化技術,分別提升其高溫側與低溫側水流之熱對流係數至 Dittus-Boelter 公式值之 2.2 倍與 1.5 倍。此熱交換器高溫側與低溫側流道之水利直徑(Hydraulic diameter)均為 300 mm,板材之熱導率為 15 Wm-1K-1、厚度為 5 mm、面積為 1.5 m2。當其高溫側與低溫側之水溫分別為 80℃與 40℃時,對應高溫水與低溫水之普朗特數(Prandtl number, Pr) 分別為 2.2 與 4.3。若高溫與低溫水流之雷諾數 (Re) 分別為 50000 與 25000, 請計算此板式熱交換器傳遞之熱傳功率(W) 。(10 分)Dittus-Boelter 公式:Nu = 0.023×Re0.8Prn,壁溫高於水溫時,n=0.4,壁溫 低於水溫時,n=0.3,高溫與低溫水之導熱率均為 0.65 Wm-1K-1。
#557734
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