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熱力學與熱傳學
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100年 - 100 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#37071
> 申論題
題組內容
三、某工作流體質量流率為 2 kg/s,進出渦輪機之焓值差為 800 kJ/kg,渦輪機之熱損失 為 200 kW,動能與位能之改變可忽略不計,請問:(10 分)
⑵渦輪機效率為何?
相關申論題
⑴加熱後氣體之絕對溫度。
#104337
⑵加熱過程每單位循環之加熱量。
#104338
⑶循環熱效率。
#104339
二、有一熱引擎(heat engine),可以從 600 K 熱源接受 800 kJ 的熱量,並做 500 kJ 的 淨功,該熱引擎排放熱溫度為 300 K,是否有可能?請詳述原因。(10 分)
#104340
⑴渦輪機之功率輸出為多少(kW)?
#104341
四、考慮一厚度為 0.15 m的厚片平板,其一邊界維持於絕熱(insulated)狀態;另一邊界 則藉由對流型式散熱至 30℃大氣(熱對流係數為 250 W/(m2 ·℃))。該平板內有均 勻熱產出量:1 MW/m3 ,平板熱傳導係數為 15 W/ (m·℃)。整體熱傳過程處於穩態 ,請決定兩個邊界之溫度。(25 分)
#104343
⑴若水之質量流率為 1 kg/s,管長多長可以將水加熱至 80℃?
#104344
⑵若水管出口處之內壁溫度維持在 100℃,於出口端之局部熱對流係數為多少?
#104345
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
五、某直徑為 5 cm、密度 8960 kgm-3、比熱 386 Jkg-1K-1、熱導率為 400 Wm-1K-1 之銅球處於熱力平衡狀態,溫度為 450℃,將此銅球投入溫度為 50℃之油池,其降溫期間銅球表面之自然對流係數維持於 15 Wm-2K-1,請計算此銅球溫度降至 100℃所需之時間。 (25 分)
#557733
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