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熱工學
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102年 - 102 公務升官等考試_薦任_機械工程:熱工學#42348
> 申論題
二、200 kPa、300 K 的空氣被壓縮至 600 kPa、420 K。空氣的質量流率是 0.04 kg/s,且 在此壓縮過程中每單位質量空氣的熱損失量為 20 kJ/kg。若不計動能與位能的變化, 試求壓縮機需要耗用之功率。(單位取 kW)(25 分) 註:假設空氣為理想氣體,在 300 K 之下,空氣的焓(Enthalpy)為 300.19 kJ/kg; 在 420 K 之下,空氣的焓為 421.26 kJ/kg。
相關申論題
⑴在等容加熱過程中內部空氣吸收的熱量。(單位取 kJ/kg)(15 分)
#133700
⑵平均有效壓力。(單位取 kPa)(15 分)
#133701
三、將 1 kg 的水從 100℃、1 atm 的飽和液等壓蒸發至乾度(Quality)為 0.7,或將其從 飽和液等溫蒸發至乾度同為 0.7,系統內剩下的飽和液質量何者較多?或相等?請 說明原因。(15 分)
#133703
⑴一部熱效率為 50%的引擎自 1000℃的熱源以 500 kW 的熱傳率吸收熱量。若此 熱機的輸出功率全部用於驅動一部冰箱,該冰箱的性能係數(COP)為 4.0。試 求從冰箱冷藏室帶走的熱傳率為何?(單位取 kW)(15 分)
#133704
⑵有甲與乙兩部引擎,此兩部引擎的熱效率皆為 35%。甲引擎自 800 K 的熱源吸熱, 而排熱至 300 K 的外界;乙引擎自 500 K 的熱源吸熱,而排熱至 300 K 的外界。 試求出兩部引擎的第二定律效率(Second-law efficiency),並比較其高低。(15 分)
#133705
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
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