高考申論題
113年
[輪機技術] 渦輪機
第 二 題
請於溫熵圖（Temperature entropy diagram）中繪製下圖示蒸汽渦輪動力廠之熱力循環，並依據圖中標示各熱力狀態之焓值，計算此循環之熱效率以及此動力廠輸出 70300 瓦功率時所需之蒸汽質量流率。（25 分）
📝 此題為申論題
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- 先辨識此為具備「開放式給水加熱器(OFWH)」之再生朗肯循環。2. 以給水加熱器為控制體積，利用焓值守恆算出抽氣質量分率（y）。3. 分段計算渦輪機作功與泵浦耗功求得淨功，進而計算熱效率，最後代入總輸出功率以求得總蒸汽質量流率。
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【解題關鍵】本題考查具備開放式給水加熱器之再生朗肯循環分析，核心為求出抽氣質量分率（y），並應用質量與能量守恆計算系統淨功、熱效率與質量流率。 【解答】 繪圖指引：溫熵圖（T-s diagram）繪製要點
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再生朗肯循環分析
💡 透過抽氣預熱給水減少燃料消耗，並運用能量守恆定律求算系統效率。
🔗 再生循環解題邏輯鏈
- 1 能量守恆求 y — 依加熱器熱平衡求抽氣質量分率 y
- 2 分段計算功與熱 — 計算各區段之單位功 $w$ 與加熱量 $q$
- 3 求取性能參數 — 得出循環熱效率與系統質量流率
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🔄 延伸學習：延伸學習：了解為何增加抽氣段數可以讓循環更接近卡諾循環
