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技師◆冷凍工程與設計
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104年 - 104 專技高考_冷凍空調工程技師:冷凍工程與設計#41536
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題組內容
一、有一以 R-22 為冷媒之冷凍循環系統,如下圖所示。其中連接冷凝器及蒸發器之熱 交換器之熱效率(thermal efficiency)為 61%,蒸發器及冷凝器之溫度分別為 4℃及 40℃,其對應之熱力性質如下表所示。冷媒剛離開蒸發器(位置 6)及冷凝器(位 置 3)時分別為飽和蒸汽及飽和液體。若壓縮機為等熵過程且忽略各個元件之壓損, 配合附圖一:過熱蒸汽 R-22 之莫里爾圖(Mollier chart),試求:
⑸冷媒離開壓縮機之出口溫度(℃)?(5 分) T(℃) Psat(bar) vf ×103(m3/kg) vg(m3/kg) hf(kJ/kg) hg(kJ/kg) Sf(kJ/Kg‧K) Sg(kJ/Kg‧K) 4 5.657 0.787 0.0416 204.69 406.77 1.0169 1.7460 40 15.335 0.884 0.0151 249.08 415.95 1.1666 1.6995 Qc 3 冷凝器 2 壓縮機 熱交換器 Wc 4 1 膨脹閥 蒸發器 6 5 Qe
其他申論題
⑴繪出本循環之壓力-焓(p-h)圖。(5 分)
#129157
⑵單位質量冷媒之冷凍能力(specific refrigeration effect)(kJ/kg)?(5 分)
#129158
⑶壓縮機單位質量冷媒所需之功(specific work)(kJ/kg)。(5 分)
#129159
⑷本冷凍循環之性能係數(coefficient of performance, COP)?(5 分)
#129160
二、有一個鰭管式氣冷式冷凝器,已知其熱傳率為 70 kW;管內流體為冷媒,鰭管外為 空氣,體積流率為 6.6 m3/s,空氣側之總熱傳面積為 210 m2,且空氣側之總括熱傳 係數(overall heat transfer coefficient)Uo 為 37 W/m2 K。若冷媒之冷凝溫度限制在 55℃以內,則此氣冷式冷凝器只能適用於大氣溫度最高為攝氏幾℃之地區?(25 分) 註:空氣之密度 1.15 kg/m3,定壓比熱 1.00 kJ/kg‧K
#129162
⑴冷媒分別在高溫(位置 4)及低溫(位置 5)蒸發器之質量流率(kg/s)?(10 分)
#129163
⑵假設冷媒在壓縮過程為理想氣體(ideal gas),計算壓縮機所需之功(kW)?(15 分) 註:NH3 蒸汽之定壓比熱 Cp = 2.172 kJ/kg‧K,定容比熱 Cv = 1.684 kJ/kg‧K, Cp/Cv = 1.29 NH3 氣體常數 R = 0.4882 kJ/kg‧K
#129164
⑴流體進入吸收器之質量流率 W2 (kg/s)及冷凝器之質量流率 W3 (kg/s)?(8 分)
#129165
⑵各個元件之熱傳率,Qg(產生器),Qa(吸收器),Qc(冷凝器),Qe(蒸發器) (kW)?(12 分)
#129166
⑶本吸收式冷凍機之性能係數(coefficient of performance, COP)?(5 分)
#129167