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熱工學
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97年 - 97 高等考試_三級_機械工程:熱工學#42294
> 申論題
題組內容
二、
⑵ 若鄂圖循環(Otto cycle)之壓縮比為 12,在壓縮衝程開始的壓力與溫度分別為 0.1 MPa 與 15℃,每循環傳熱至空氣的熱量為 2000 kJ/kg,試求平均有效壓力 (mean effective pressure)。(12 分) (註:理想氣體之 C
p
= 1.0035 kJ/kg K、R = 0.287 kJ/kg K)
相關申論題
⑴ 某物質在 150℃時,飽和液體內能(uf)= 631.68 kJ/kg、飽和液體與飽和汽體內能差 (ufg)= 1927.9 kJ/kg,求在乾度 χ(quality)= 70%時之內能(u)是多少?(6 分)
#133321
⑵ 活塞汽缸系統中裝有 0.1 m3 與 400 kPa 的空氣,進行多變過程 PV n = C(polytropic process),由此可逆過程使得體積膨脹為 0.25 m3,求 n = 1 時之作功(work)。 (8 分)
#133322
⑶ 有一系統在特定過程中,吸熱 107 J,作功 4106 J,系統速度由 10 m/s 變成 25 m/s, 高度由 20 m 變成 12 m,系統質量為 50 kg,試求此系統之內能變化。(8 分) (註:重力加速度 g = 9.81 m/s2)
#133323
四、有一個剛性的空氣槽,其體積為 1.8 m3,含有壓力 900 kPa、溫度 150℃的空氣,空 氣經由傳熱給 15℃的外界後,冷卻至 15℃,請計算:⑴ 可用功(available work)。 (10 分)⑵ 過程的不可逆性(Irreversibility)。(10 分) (註:定壓比熱 Cp = 1.0035 kJ/kg K、定壓比熱與定容比熱之比熱比 Cp /Cv = 1.4)
#133327
⑴ 在溫度與熵座標圖(T-S 圖)上繪出以汽體為工作流體的反向卡諾循環並且說明 每一過程。(8 分)
#133328
⑵ 有一反向卡諾循環運轉於10℃與 30℃之間,該冷凍機每小時自冷凍空間吸收 10000 kJ 熱量,試求此循環之性能係數(COP),壓縮機需求之功率及該循環之冷 凍噸及能量效率比(E.E.R 值)。(12 分)
#133329
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
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