高考申論題
105年
[輪機技術] 渦輪機
第 二 題
請繪出依據理想郎肯循環（Ideal Rankine Cycle）的蒸氣渦輪機動力廠之系統示意圖與其所對應的溫度-熵值圖（T-s Diagram），並說明可以那些方式來增加此循環的熱效率。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想理想郎肯循環的四大核心元件（泵、鍋爐、渦輪機、冷凝器）與四個狀態點的熱力過程。繪圖時務必標出 T-s 圖的液氣共存區（鐘形罩），並結合熱效率公式 η = 1 - (Q_out/Q_in)，從「提高平均吸熱溫度」與「降低平均放熱溫度」兩大熱力學原則出發，推導出三種提升效率的具體方法。
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【破題】理想郎肯循環（Ideal Rankine Cycle）為蒸汽發電廠的基本熱力循環，由等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹與等壓放熱四個過程組成。提高其效率的核心在於提升平均吸熱溫度或降低平均放熱溫度。 【論述】 一、系統假設與狀態點定義
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理想郎肯循環分析
💡 蒸汽動力廠之理論循環，核心在於四大熱力過程與效率優化手段。
🔗 郎肯循環四大連續步驟
- 1 等熵壓縮 — 泵浦將水升壓，由飽和液態進入壓縮液態。
- 2 等壓加熱 — 鍋爐持續加熱，使水轉變為高溫過熱蒸汽。
- 3 等熵膨脹 — 蒸汽推動渦輪作功，壓力與溫度下降至混合區。
- 4 等壓放熱 — 冷凝器將廢熱排出，蒸汽冷凝回飽和液態。
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🔄 延伸學習：延伸學習：實際循環需考慮各元件的等熵效率及管路壓降損耗。
