高考申論題
110年
[輪機技術] 渦輪機
第 二 題
二、一部以簡單理想郎肯循環（Rankine cycle）運轉的蒸汽渦輪機，水蒸汽在 3 MPa 與 350℃ 進入渦輪機，而在 75 kPa 的壓力下於冷凝器內被凝結，試求此循環的熱效率。（25 分）
飽和水蒸汽表
壓力 kPa：75
比容(m³/kg) 飽和液 vf: 0.001037, 飽和汽 vg: 2.2172
焓(kJ/kg) 飽和液 hf: 384.44, 蒸發 hfg: 2278.0, 飽和汽 hg: 2662.4
熵(kJ/kg.K) 飽和液 sf: 1.2132, 蒸發 sfg: 6.2426, 飽和汽 sg: 7.4558
過熱水蒸汽表
壓力 P = 3 MPa, 溫度 T = 350℃
焓 h (kJ/kg): 3116.1
熵 s (kJ/kg.K): 6.7450
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
此題為標準的理想朗肯循環分析，核心在於依照狀態點（1 泵浦入口、2 鍋爐入口、3 渦輪機入口、4 冷凝器入口）順序求出各點之比焓（h）。利用渦輪機等熵膨脹（s3 = s4）求出出口之乾度與比焓，最後代入熱效率公式 η = W_net / Q_in 求解。
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【解題關鍵】依照理想朗肯循環四大狀態點順序求取焓值（h），並利用等熵過程計算渦輪機出口狀態，最後代入 η_th = w_net / q_in 求解。 【解答】 基本假設：本系統為簡單理想朗肯循環，泵浦與渦輪機之過程為等熵過程（Δs = 0），鍋爐與冷凝器之過程為等壓過程（ΔP = 0）。
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