moea_joint_essay
112年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 二 題
📖 題組:
三、某渦流管共有 3 處開口,其截面構造略如【圖 1】所示,將 298 K、2.0 bar 之理想氣體由上方入口灌入,並以渦流管本身之閥門調節兩側出口空氣流量,於穩定狀態下,兩側出口空氣溫度分別為 271 K 及 316 K。進口及出口空氣流速差異忽略不計,渦流管與環境之間無熱量傳遞,請計算下列各項(氣體常數 R = 0.287 kJ/kg-K、定壓比熱 CP = 1.0 kJ/kg-K;ln 316 = 5.756、ln 298 = 5.697、ln 271 = 5.602、ln 2 = 0.693)。(2 題,共 15 分)
三、某渦流管共有 3 處開口,其截面構造略如【圖 1】所示,將 298 K、2.0 bar 之理想氣體由上方入口灌入,並以渦流管本身之閥門調節兩側出口空氣流量,於穩定狀態下,兩側出口空氣溫度分別為 271 K 及 316 K。進口及出口空氣流速差異忽略不計,渦流管與環境之間無熱量傳遞,請計算下列各項(氣體常數 R = 0.287 kJ/kg-K、定壓比熱 CP = 1.0 kJ/kg-K;ln 316 = 5.756、ln 298 = 5.697、ln 271 = 5.602、ln 2 = 0.693)。(2 題,共 15 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (二)
每單位質量氣體所增加之熵為何(計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)?(10 分)
思路引導 VIP
根據題目給定對數值推知排氣壓力為 1 bar。分別計算冷流(左側)與熱流(右側)的熵變化量,再依質量流出比例加總求得每單位總質量的熵增。
小題 (一)
進入之氣體有多少比例由左側出口流出?(5 分)
思路引導 VIP
利用絕熱渦流管的能量守恆與質量守恆,建立進口溫度與兩側出口溫度、質量流率的關係方程式。