阿摩線上測驗
登入
首頁
>
熱力學與熱傳學
>
114年 - 114 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#133703
> 申論題
三、請於溫熵圖中繪製下圖所示之燃氣渦輪機熱力循環,並計算此燃氣渦輪機輸出功率及熱效率。燃氣定壓比熱為 1.1 kJ/(kgK),定壓與定容比熱之 比值為 1.4。(20 分)
相關申論題
四、乾度為 0.9 之 7 bar 水蒸汽於汽缸中等溫可逆膨脹至 1.5 bar,於此過程饋入汽缸之熱量為 800 kJ/kg,請計算此過程輸入或輸出之功(kJ/kg) 。(10 分) 蒸汽 1.5 bar,飽和溫度為 111.4℃。蒸汽內能與焓分別以 u 及 h 表示,其下標 f 與 g 分別代表飽和液體與飽和汽體狀態。蒸汽 7 bar,uf = 696 kJ/kg, ug = 2573 kJ/kg,hf = 697 kJ/kg,hg = 2764 kJ/kg,其飽和溫度為 165℃。 過熱蒸汽於 7 bar 之內能與焓如下所示:
#557732
五、某直徑為 5 cm、密度 8960 kgm-3、比熱 386 Jkg-1K-1、熱導率為 400 Wm-1K-1 之銅球處於熱力平衡狀態,溫度為 450℃,將此銅球投入溫度為 50℃之油池,其降溫期間銅球表面之自然對流係數維持於 15 Wm-2K-1,請計算此銅球溫度降至 100℃所需之時間。 (25 分)
#557733
六、某板式熱交換器採用熱傳強化技術,分別提升其高溫側與低溫側水流之熱對流係數至 Dittus-Boelter 公式值之 2.2 倍與 1.5 倍。此熱交換器高溫側與低溫側流道之水利直徑(Hydraulic diameter)均為 300 mm,板材之熱導率為 15 Wm-1K-1、厚度為 5 mm、面積為 1.5 m2。當其高溫側與低溫側之水溫分別為 80℃與 40℃時,對應高溫水與低溫水之普朗特數(Prandtl number, Pr) 分別為 2.2 與 4.3。若高溫與低溫水流之雷諾數 (Re) 分別為 50000 與 25000, 請計算此板式熱交換器傳遞之熱傳功率(W) 。(10 分)Dittus-Boelter 公式:Nu = 0.023×Re0.8Prn,壁溫高於水溫時,n=0.4,壁溫 低於水溫時,n=0.3,高溫與低溫水之導熱率均為 0.65 Wm-1K-1。
#557734
(一)說明 f(t)應滿足那兩項條件,才能用上式進行轉換。 (每項條件 3 分, 共 6 分)
#557735
(二)上式中 s 代表一複變數(Complex number),利用拉氏轉換可將一系統 從時域函數轉換成複變域,說明欲控制之系統應滿足那四項條件,才能將系統時域方程式利用拉氏轉換成複變方程式後,來進行穩定度分析。(每項條件 3 分,共 12 分)
#557736
(三)將複變數s = σ + iω表示之,試繪製 s 平面,並對應前述複變方程式之 穩定度分析,說明如何在 s 平面上決定系統是穩定或者是不穩定。 (2 分)
#557737
(一)利用 Kirchhoff’s law 分析下面電路圖,使用變動輸入電壓Vin(t)(單位 V) 、 電路電流 i(t)(單位 A) 、電阻標稱值 R(單位 Ω) 、電感值 L(單位 H) 、 電容值 C(單位 F)以及輸出電壓V (t)(單位 V) ,推導Vin(t)與Vout(t) 之間關係的時域方程式。 (4 分)
#557738
(二)利用 Navier-Stokers’ equations 以及熱阻分析法分析下圖顯示之空調環境空間,使用分離式冷氣(Air conditioner)輸入電功 W'(單位 W) 、 輸入或移除熱量 Q' (t)(單位 W) ,室內含家具與人員之熱質量 mC(單位 J/℃) 、室內溫度隨時間改變為 T(t)(單位℃)、室外溫度假設不隨時 間而變均為T∞(單位℃)以及室內外之間熱阻值Rth(單位℃/W) ,推導 Q' (t)與 T(t)之間關係的時域方程式並定義環境中空調機的能源效率 EER(Energy Efficiency Ratio)值。(6 分)
#557739
(三)將前述時域方程式利用拉氏轉換後,分別求取 以及的複變域轉移函數(Transfer function),並基於這兩個轉移函數,說明若欲以回授控制方式控制輸出電壓穩定以及空調環境溫度穩定,兩者控制系統的主要差異為何?(10 分)
#557740
三、近年來人工智慧(Artificial Intelligence, AI)蓬勃發展,對於資訊機房的需求,特別是用於冷卻機房的能源需求大增,亟需尋求節能解方。目前, 自然冷卻(Cooling)被視為解決方案之一,說明此方案控制設計的要點、 應用形式與運作原理。(20 分)
#557741
相關試卷
114年 - 114 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#133703
114年 · #133703
114年 - 114 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#133651
114年 · #133651
113年 - 113 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#123896
113年 · #123896
113年 - 113 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#123887
113年 · #123887
112年 - 112 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#117678
112年 · #117678
112年 - 112 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#117614
112年 · #117614
111年 - 111 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#111912
111年 · #111912
111年 - 111 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#111911
111年 · #111911
110年 - 110 專技高考_機械工程技師:熱力學與熱傳學(包括熱機)#104214
110年 · #104214
110年 - 110 專技高考_冷凍空調工程技師:熱力學與熱傳學#104163
110年 · #104163