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1. 空氣以 1000 kPa、600ºC 的狀態進入渦輪機，離開渦輪機時的狀態為100 kPa、200ºC。假設入口面積為0.1 m2，入口速度為30 m/s，出口速度為10 m/s，試求出口處面積與質量流率。2. 有一地熱動力廠以440 kg/s 的速率抽取160ºC 地熱水來當作熱源，並產生22MW 的淨功率輸出。假如環境溫度為25ºC，試求：(a) 實際的熱效率；(b) 最大的可能熱效率；(c) 該動力廠的實際熱排放率。3. A mass of 1 kg of air contained in a cylinder at 2MPa, 1000 K... 顯示更多 1. 空氣以 1000 kPa、600oC 的狀態進入渦輪機，離開渦輪機時的狀態為100 kPa、 200oC。假設入口面積為0.1 m2，入口速度為30 m/s，出口速度為10 m/s，試 求出口處面積與質量流率。 2. 有一地熱動力廠以440 kg/s 的速率抽取160oC 地熱水來當作熱源，並產生22 MW 的淨功率輸出。假如環境溫度為25oC，試求：(a) 實際的熱效率；(b) 最 大的可能熱效率；(c) 該動力廠的實際熱排放率。 3. A mass of 1 kg of air contained in a cylinder at 2MPa, 1000 K expands in a reversible isothermal process to a volume 10 times larger. Calculate the heat transfer during the process and change of entropy of the air. 4. 水蒸氣在一個單一出入口的等熵渦輪機內膨脹，在入口處壓力為2 MPa，溫度 為360°C ，在出口處壓力則為100 kPa。計算此渦輪機所產生的功，以kJ/kg 為 單位。 小弟對這幾題問題有疑問 希望高手能提供詳解 並附上所用之公式 感激不盡

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1.空氣以P1=1000kPa、T1=600oC 的狀態進入渦輪機，離開渦輪機時的狀態為 P2=100 kPa、T2=200oC。假設入口面積為A1=0.1 m2，入口速度為V1=30m/s，出口速度為V2=10m/s，試求出口處面積A2=?與質量流率m=?。Ans:q=density=P/R*Tq1=10^6(Pa)/287(Pa.m^3/kg.k)*873(k)=3.9912(kg/m^3)q2=10^5(Pa)/287(Pa.m^3/kg.k)*473(k)=0.73664(kg/m^3)m=q1*A1*V1=3.99(kg/m^3)*0.1(m^2)*30(m/s)=11.97(kg/s).....ansA2=m/q2*V2=11.97/0.73664*10=1.6425(m^2).....ans 2.有一地熱動力廠以m=440 kg/s 的速率抽取T=160oC 地熱水來當作熱源，並產生E=22MW 的淨功率輸出。假如環境溫度為To=25oC，試求：(a) 實際的熱效率Ans:M=空氣分子量=28.8(g/mole)=0.0288(kg/mole)Cp=kR/M(k-1)=1.4*8.314(J/k.mole)/0.0288(kg/mole)*0.4=1014.2(J/k.kg)Q=m*Cp*(T-To)=440(kg/s)*1014.2(J/k.kg)*(160-25)(k)=60,243,480(J/s)=60.2*10^6(w)=60.2(MW)eff=E/Q=22/60.2=36.54%.....ans (b) 最大的可能熱效率Ans:使用等容過程抽取地熱:Cv=R/M(k-1)=8.314/0.0288*0.4=721.7(J/kg.k)Q=m*Cv*(T-To)=440(kg/s)*721.7(J/k.kg)*(160-25)(k)*10^(-6)=42.87(Mw)e=22/42.87=51.32% (c) 該動力廠的實際熱排放率。e=(36.54+51.32)/2=43.93% 2014-01-14 08:22:17 補充： 3. m=1 kg of air contained in a cylinder at P1=2MPa, T1=T2=1000 K expands to a (V2/V1)=10 times larger. Calculate the heat transfer Q=? during the process and change of entropy of the air Δs=? Q=W =∫PdV =∫C*dV/V =P1*V1∫dV/V =m*(R/M)*T*ln(V2/V1) =1*(8.314/0.0288)*1000*ln(10) =664711(J/kg) 2014-01-14 08:22:44 補充： Δs=Q/T =664711/1000 =665(J/kg) 2014-01-14 09:10:16 補充： 4.水蒸氣在一個單一出入口的等熵(k=1.4)渦輪機內膨脹，在入口處壓力為P1=2 MPa，溫度為T1=360°C ，在出口處壓力則為P2=100 kPa,T2=100C(飽和溫度)。 計算此渦輪機所產生的功，以kJ/kg 為單位。 Ans: P1=2*10^6(N/m^2)*1.4483*10^(-4)psi/Pa=289.7(psi) T1=360C=1.8*360+32=680F => 過熱蒸汽 2014-01-14 09:10:44 補充： 查蒸汽表: 我的古老表是英制 h1=1368(Btu/Lb)*1.054(kw/Btu)*2.2(Lb/kg) =1368*2.32(kJ/kg) =3172(kJ/kg) P2=10^5*1.4483/10^4=14.48(psi) h2=970.3(btu/lb)*2.32=2251(kJ/kg) E=3172-2251=921(kJ/kg).....ans

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