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普考申論題 105年 [水利工程] 水資源工程概要

第 二 題

📖 題組:
某一地區由調整池水力發電廠供電,此水力電廠總落差為 120 m,水力損失水頭為 10 m。如水輪機與發電機綜合總效率為 85%,且其系統負載如下表所示,求: 時間(時) 0:00~6:00 6:00~12:00 12:00~15:00 15:00~21:00 21:00~24:00 負載(kW) 8,000 10,000 12,000 10,000 8,000
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

調整池之平均進水量與各時段之放水量分別為多少 m3/sec?(10 分)

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利用水力發電的功率公式 P = 9.81 * Q * He * η 進行換算。首先計算有效落差 He(總落差扣除損失水頭)。接著將各時段的負載 P 代入公式,反推求得對應的放水量 Q_out。平均進水量則視為穩定水流,是以全日「平均負載」代入公式求得的流量。

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【考點分析】 水力發電功率與流量關係之計算。 【理論/法規依據】

小題 (一)

平均負載及負載因數。(10 分)

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看到本題,首先辨識為水力發電負載特性的計算。應先計算出全日總發電量(各時段負載乘以該時段時數之總和)。將總發電量除以 24 小時即可得「平均負載」。接著從表中找出最大(尖峰)負載,套用公式「負載因數 = 平均負載 / 最大負載」即可求解。

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【考點分析】 水力發電工程中發電負載特性(平均負載、負載因數)之定義與計算。 【理論/法規依據】

小題 (三)

調整池所需容量最少需為多少 m3?(5 分)

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考驗對「調整池蓄水容量」的觀念。調整池的功用在於彌平「進水量(穩定)」與「放水量(變動)」之間的差額。可將每一時段的(進水量 - 放水量)求出,並乘上該時段的秒數得到體積差額。將這些差額依時間順序累加,找出最高水位與最低水位之間的容積差,即為所需最少調整池容量。或直接將「放水量大於進水量」的時段體積差額加總亦可求得。

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【考點分析】 調整池有效容量(蓄水量)計算(積水曲線或差額法)。 【理論/法規依據】

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