moea_joint_essay
103年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 四 題
📖 題組：
六、一簡單水蒸汽動力廠，在穩態穩流下，其主要設備進出口壓力、溫度或乾度(Quality)狀態如【圖 3】所示。已知 h2 = 3002.5 kJ/kg、h4 = 188.5 kJ/kg，試求下列熱傳量或功︰(計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入)（各小題 5 分，共 20 分） | 壓力 | 溫度或乾度 | |---|---| | 鍋爐出口① | 2.0 Mpa | 300 ℃ | | 渦輪機進口② | 1.9 Mpa | 290 ℃ | | 渦輪機出口③ | 15 kPa | 90 % | | 冷凝器出口④ | 14 kPa | 45 ℃ | 泵功⑤ = 5.5 kJ/kg 飽和水-水蒸汽 (壓力表) | 壓力 (kPa) | 飽和溫度 (℃) | 比容 υf (m³/kg) | 比容 υg (m³/kg) | 比內能 uf (kJ/kg) | 比內能 ug (kJ/kg) | 比焓 hf (kJ/kg) | 比焓 hg (kJ/kg) | |---|---|---|---|---|---|---|---| | 15 | 53.97 | 0.001 | 10 | 225.9 | 2448.7 | 226 | 2599.1 | 過熱水蒸汽 2.0 MPa (飽和溫度 212.42℃) | 飽和溫度(℃) | 比容 υ(m³/kg) | 比內能 u(kJ/kg) | 比焓 h(kJ/kg) | |---|---|---|---| | 300 | 0.1255 | 2772.6 | 3023.5 | | 400 | 0.1512 | 2945.2 | 3247.6 |
六、一簡單水蒸汽動力廠，在穩態穩流下，其主要設備進出口壓力、溫度或乾度(Quality)狀態如【圖 3】所示。已知 h2 = 3002.5 kJ/kg、h4 = 188.5 kJ/kg，試求下列熱傳量或功︰(計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入)（各小題 5 分，共 20 分） | 壓力 | 溫度或乾度 | |---|---| | 鍋爐出口① | 2.0 Mpa | 300 ℃ | | 渦輪機進口② | 1.9 Mpa | 290 ℃ | | 渦輪機出口③ | 15 kPa | 90 % | | 冷凝器出口④ | 14 kPa | 45 ℃ | 泵功⑤ = 5.5 kJ/kg 飽和水-水蒸汽 (壓力表) | 壓力 (kPa) | 飽和溫度 (℃) | 比容 υf (m³/kg) | 比容 υg (m³/kg) | 比內能 uf (kJ/kg) | 比內能 ug (kJ/kg) | 比焓 hf (kJ/kg) | 比焓 hg (kJ/kg) | |---|---|---|---|---|---|---|---| | 15 | 53.97 | 0.001 | 10 | 225.9 | 2448.7 | 226 | 2599.1 | 過熱水蒸汽 2.0 MPa (飽和溫度 212.42℃) | 飽和溫度(℃) | 比容 υ(m³/kg) | 比內能 u(kJ/kg) | 比焓 h(kJ/kg) | |---|---|---|---| | 300 | 0.1255 | 2772.6 | 3023.5 | | 400 | 0.1512 | 2945.2 | 3247.6 |
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (四)
鍋爐中的熱傳量(kJ/kg)。
思路引導 VIP
首先用h4加上泵功求出鍋爐入口的焓值 (h5)，再由鍋爐加熱前後的焓差 (q_b = h1 - h5) 算出熱傳量。
小題 (一)
鍋爐與渦輪機間管線的熱傳量(kJ/kg)。
思路引導 VIP
利用穩態能量平衡方程求取管線間的焓值差 (q = h2 - h1)，其中h1可以查表得到。
小題 (二)
渦輪機所做的功(kJ/kg)。
思路引導 VIP
利用渦輪機的焓降 (w_t = h2 - h3) 求解，其中h3需要利用乾度與飽和表去計算出出口焓值。
小題 (三)
冷凝器中的熱傳量(kJ/kg)。
思路引導 VIP
冷凝器散熱過程為等壓下從h3冷凝至h4，熱傳量 q_c = h4 - h3。