高考申論題
107年
[機械工程] 熱力學
第 四 題
四、如下圖所示，有一理想再熱循環，高壓渦輪機之蒸汽進口狀態為 400°C 及 5.0 MPa，工作流體在渦輪機中膨脹至 0.8 MPa 後，再將其加熱至 400°C，然後在低壓渦輪機中膨脹至 10 kPa。求此循環之熱效率（thermal efficiency）（15 分）和低壓渦輪機出口的乾度（飽和液汽混合物中，飽和汽所占的質量百分比）。（15 分）
表中 ν 為比體積（specific volume）
| 過熱蒸汽 | h (kJ/kg) | s (kJ/kg·K) |
|---|---|---|
| T=400°C, P = 5.0 MPa | 3195.6 | 6.6458 |
| T=400°C, P = 0.8 MPa | 3267.1 | 7.5715 |
| 飽和蒸汽 | νf (m3/kg) | νg (m3/kg) | hf (kJ/kg) | hg (kJ/kg) | sf (kJ/kg·K) | sg (kJ/kg·K) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P = 0.8 MPa | 0.001115 | 0.2404 | 721.10 | 2769.1 | 2.0461 | 6.6627 |
| P = 10 kPa | 0.001010 | 14.674 | 191.81 | 2584.6 | 0.6492 | 8.1501 |
📝 此題為申論題
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這是一道標準的理想朗肯再熱循環(Ideal Reheat Rankine Cycle)題目。解題需確立各狀態點(1至6)的焓值(h)。
- 狀態3(高壓渦輪入口)：查表得 h3, s3。
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【考點分析】 考查理想朗肯再熱循環各狀態點之焓值、熵值的查表與插值計算，並計算渦輪機作功、泵耗功、鍋爐與再熱器入熱量，最後求得循環熱效率與出口乾度。 【理論/法規依據】
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