106年 鐵路特考 高員三級 機械工程 熱工學 試卷

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106年公務人員特種考試警察人員、一般警察
人員考試及106年特種考試交通事業鐵路
人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號:70440 全一張
(正面)
考試別: 鐵路人員考試
:
類科別: 機械工程
科目: 熱工學
考試時間 : 2 小時 座號:
等別高員三級考試
※注意:
可以使用電子計算器。
不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。
(請接背面)
3
m3
m
一、請回答下列各小題:(每小題 5分,共 40 分)
某理想氣體之比熱比(specific heat ratio)k=1.40,且其氣體常數 R=0.07 kcal/ kg‧k,
試求此理想氣體之等容比熱 CV與等容比熱 Cp。
在50℃之等溫膨脹過程(isothermal expansion pr ocess )中,當其體積增加一倍(由
5膨脹到 10 )過程中,試求此理想氣體之焓(enthalpy)及內能(internal energy)
變化量?
解釋何謂乾球溫度(dry-point temperature)與露點溫度(dew-point temperature),
在何種情況下,乾球溫度與露點溫度會相等?
在相同的壓力極限下,等溫壓縮與絕熱(adiabatic)壓縮那一個壓縮過程所需的輸
入功較大,試說明為什麼?
在相同的溫度極限下,請比較史特靈循環(Stirling cycle)、艾力克森循環(Ericsson
cycle)與卡諾循環(Carnot cycle)三個熱機循環中,以何者的熱效率最高?並說
明為什麼?
何謂燃料的高熱值(higher heating value)和低熱值(lower heating value)?
就回熱(regeneration)這個常用的工程策略,試繪製與説明在布雷登循環(Brayton
cycle)應用之簡圖、溫度-熵(T-s)循環曲線圖與預期影響。
就再熱(reheat)與中冷卻(intercooling)這兩個常用的工程策略,試繪製與説明
在布雷登循環(Brayton cycle)應用之簡圖、溫度-熵(T-s)或壓力-體積(P-v)循
環曲線圖與預期影響。
二、有關理想鄂圖循環(ideal Otto cycle)和迪塞爾循環(Diesel cycle),請回答下列各小
題:(每小題 5分,共 20 分)
寫出鄂圖循環之四個過程的名稱,並説明其特性。
寫出迪塞爾循環之四個過程的名稱,並說明其特性。
請畫出兩循環的溫度-熵(T-s)的循環曲線圖。
何謂壓縮比(compression ratio)?若壓縮比太高時,於實際應用會帶來何種不利
之影響?
三、請回答下列有關冷凍循環(refrigeration cycle)之問題:(每小題 5分,共 20 分)
何謂逆卡諾循環(reversed Carnot cycle)?
何謂理想蒸氣壓縮式冷凍循環(ideal vapor-compression refrigeration cycle)?
請繪製上述二循環的溫度-熵(T-s)循環曲線。
實際應用理想蒸氣壓縮循環時,會有那些困難點?請敘述其對循環之性能係數
(COP)之影響。
106年公務人員特種考試警察人員、一般警察
人員考試及106年特種考試交通事業鐵路
人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號:70440 全一張
(背面)
考試別: 鐵路人員考試
等別: 高員三級考試
類科別: 機械工程
科目: 熱工學
四、一以蒸氣為工作流質(working medium)的蒸汽動力循環,於 10 MPa 及20 kPa 之壓
力區間操作,其工質之性質列於下表;若此蒸汽動力循環為理想朗肯循環(ideal
Rankine cycle)時,試求:(每小題 5分,共 20 分)
繪製此循環之溫度-熵(T-s)循環曲線圖
其渦輪機所作之功(kJ/kg)
冷凝器之放熱量(kJ/kg)
此蒸汽動力循環之淨功(kJ/kg)
飽和蒸汽性質表
Press.(MPa) Temp.(℃)v, m3/kg u, kJ/kg h, kJ/kg s, kJ/kg-K
10 Sat. 31 1.00 0.018028 2545.2 2725.5 5.6159
飽和狀態性質表
Press.
(kPa)
Temp.
(℃)
Specific volume,
m3/kg
Internal energy,
kJ/kg
Enthalpy,
kJ/kg
Entropy,
kJ/kg-K
vf v
g u
f u
g h
f h
g s
f s
g
10 45.81 0.001010 14.670 191.79 2437.2 191.81 2583.9 0.6492 8.1488
20 60.06 0.001017 7.6481 251.40 2456.0 251.42 2608.9 0.8320 7.9073
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