國營聯招申論題
108年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 一 題
📖 題組：
一、有一理想朗肯循環(Rankine cycle)，其 T-S 圖如【圖 1】所示，鍋爐的壓力為 6 MPa，冷凝器的壓力為 10 kPa，假設汽輪機之膨脹過程及泵之壓縮過程均為等熵。如果此循環的淨輸出功為30 MW，請利用【表1】試求下列各項：(計算至小數點後第2位，以下四捨五入)（15分）
【表 1】
一、有一理想朗肯循環(Rankine cycle)，其 T-S 圖如【圖 1】所示，鍋爐的壓力為 6 MPa，冷凝器的壓力為 10 kPa，假設汽輪機之膨脹過程及泵之壓縮過程均為等熵。如果此循環的淨輸出功為30 MW，請利用【表1】試求下列各項：(計算至小數點後第2位，以下四捨五入)（15分）
【表 1】
| 壓力(MPa) | 飽和溫度(℃) | 比容 v (m³/kg) vf | 比容 v (m³/kg) vg | 比內能 u (kJ/kg) uf | 比內能 u (kJ/kg) ug | 比焓 h (kJ/kg) hf | 比焓 h (kJ/kg) hg | 比熵 s (kJ/kg·°K) sf | 比熵 s (kJ/kg·°K) sg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.01 | 45.81 | 0.00101 | 14.67 | 191.82 | 2437.9 | 191.83 | 2584.7 | 0.6493 | 8.1502 |
| 6.0 | 275.64 | 0.001319 | 0.03244 | 1205.44 | 2589.7 | 1213.35 | 2784.3 | 3.0267 | 5.8892 |
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
此循環的熱效率(%)（10 分）
思路引導 VIP
利用表1查出狀態1(10kPa飽和液)與狀態3(6MPa飽和蒸汽)的焓值。藉由等熵壓縮計算泵功得到狀態2焓值；利用等熵膨脹與10kPa壓力計算出汽輪機出口狀態4的乾度與焓值。計算淨功與加熱量，其比值即為熱效率。
小題 (二)
水蒸汽的質量流率(kg/sec)（5 分）
思路引導 VIP
利用總淨輸出功率除以每單位質量的淨功即可得到質量流率。