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熱力學
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103年 - 103年高等三級暨普通考高考三級_農業機械#41552
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題組內容
四、壓力為 7 MPa 溫度為 500°C 的蒸氣進入如下圖所示之兩級式絕熱(adiabatic)蒸氣 渦輪機(Steam Turbine),其中 10% 蒸氣在第一級渦輪尾端處被抽出,作為其他 用途,該處的壓力為 1 MPa;其餘蒸氣則在第二級處繼續膨脹作功,而其出口壓力 為 50 kPa。(每小題 20 分,共 40 分)
⑵若渦輪機之絕熱效率(adiabatic efficiency)為 88.1%,求此渦輪所作的功。 註:相關節點的性質可參酌下列兩蒸氣-水之性質表。
其他申論題
⑴其在熱沉處之熵(entropy)的變化量。(10 分)
#129277
⑵其熱力效率(thermodynamic efficiency)。(10 分)
#129278
三、一標準空氣之柴油機引擎(Diesel Engine)循環,其入口溫度為 300 K,壓力為 95 kPa, 壓縮比(Compression Ratio)為 20:1,燃燒過程中提供了 1300 kJ/kg 的能量。假 設所有過程為可逆,而且所有工作流體均可視為空氣且為理想氣體(定壓比熱為 CP0 = 1.0035 kJ/kg-K,空氣氣體常數 R = 0.287 kJ/kg-K)。求其燃燒後之溫度,該循 環之熱效率及平均有效壓力。(20 分)
#129279
⑴若此整個過程是可逆(Reversible),求此渦輪所作的功。
#129280
【已刪除】一、兩個容積為 0.2 m 3 的容器 A 與 B,其間以一閥門連接。在容器 B 被排空後,容器 A 充填 25 °C 的冷媒 R-134a,其汽體與液體各占總容積的 90 % 與10 % 。將閥門打開, 使容器 A 的飽和汽流至容器 B,直到兩個容器的壓力相同,再將閥門關閉。假設此 過程進行時,溫度一直維持在 25 °C ,試求容器 A 內之冷媒的乾度改變量。(12 分)
#129282
⑴容積為 0.5 m3 的容器內含 2 kg 空氣,其初始壓力(Initial pressure)為150 kPa 。試 求當空氣被等容加熱到壓力為1 MPa 時,其焓(Enthalpy)的變化量(14 分)與 熱傳量。(14 分)
#129283
⑵考慮一穩流過程(Steady-flow process):溫度 20 °C 的空氣以10 m/s 的速度進入正 面面積(Frontal area)為 0.25 m 2 車用散熱器(Car radiator),質量流率為1 kg/s 的 液態水由 98 °C 被冷卻到 80 °C 。若散熱器與外界的熱傳及動能與位能的改變量可 忽略不計,試求散熱器出口的空氣溫度。(12 分)
#129284
【已刪除】三、飽和汽在壓力800 kPa進入蒸汽渦輪機(Steam turbine),且在壓力60 kPa離開蒸汽 渦輪機。若渦輪機具90 %的絕熱效率(Adiabatic efficiency),⑴試求每單位質量蒸 汽的輸出功;(14 分)⑵請說明如何判定排出的蒸汽是否為過熱蒸汽。(14 分)
#129285
四、循環1 → 2 → 3 → 4 → 1為一標準空氣狄塞爾循環(Air-standard Diesel cycle),其壓 縮比(Compression ratio)與截斷比(Cutoff ratio)分別為 15 與 2。假設空氣遵循理 想 氣 體 ( Ideal gas ) 行 為 , 且 其 等 壓 比 熱 C p = 1.0038 kJ/ (kg ⋅ K ) 與 等 容 比 熱 Cv = 0.717 kJ/ (kg ⋅ K ) 為已知之常數,試求當壓縮行程的初始條件為溫度 T1 = 294 K 與壓力 P1 = 101.35 kPa 時,其循環的熱效率。(20 分)
#129286
⑴平衡溫度(˚C)=?(10 分)
#129287