高考申論題
112年
[輪機技術] 渦輪機
第 二 題
二、關於燃氣渦輪機之理想密閉之熱力循環，試繪該循環之溫度—比熵圖，以及壓力—比容圖，並說明各個過程。（25分）
📝 此題為申論題
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看到「理想密閉燃氣渦輪機熱力循環」，應立即聯想到「理想布雷登循環（Ideal Brayton Cycle）」。解題時必須先聲明「冷空氣標準假設」，接著嚴格依照狀態點（1→2→3→4→1）順序寫出等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹、等壓散熱四個過程，並在文字描述中精準交代 T-s 圖與 P-v 圖的幾何特徵與關鍵守恆公式。
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【破題】 本題所指之「理想密閉之燃氣渦輪機熱力循環」即為「理想布雷登循環（Ideal Brayton Cycle）」。解題首要步驟為確立冷空氣標準假設，並依序定義循環之四個狀態點（1-2-3-4）與對應之熱力過程。 【論述】
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理想布雷登循環
💡 燃氣渦輪機的標準動力循環，由兩等熵與兩等壓過程交替組成。
🔗 理想布雷登循環動力流向
- 1 等熵壓縮 — 狀態1至2，壓縮機消耗功，溫壓升而熵不變
- 2 等壓加熱 — 狀態2至3，模擬燃燒室吸熱，溫度升至最高
- 3 等熵膨脹 — 狀態3至4，渦輪輸出功，溫壓降而熵不變
- 4 等壓散熱 — 狀態4至1，模擬廢氣排熱，回到初始進氣狀態
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🔄 延伸學習：延伸學習：循環熱效率僅隨壓力比(rp)與比熱比(k)增加而提升
