[問題] 問一題熱力學的問題..（摘自化工程序考題）

[thermalBolo (熱亭照麵包)]

     這題目也有點像單操，但似乎不能用單操的MEB eqn求得其解，
     所以我思考是不是該用化工熱力學的方式去求解？
     想請各位前輩不吝指正。

  題目如下：（摘自97年國考 化工程序考題）

五、將離地面15 公尺深的井水以3 hp（1 hp = 745.7 瓦特（W））的馬達（效率為65%）
    以每小時2000 公斤之速率打至離地面185 公尺高的儲水槽（液面保持一定）；為
    防止冬天結冰，以一加熱器以每小時30,000 仟焦耳（KJ）熱量注入系統中，而整個
    系統熱損失為每小時25,000 仟焦耳，假設井水溫度為35℉，求儲水槽中之水溫度
    為多少？（水之比熱為4.187KJ/（kg．K））。（20 分）

我的解法：

    由pump的 Ws ＝ － η*Pp/質量流率 ，求得 Ws

    再代入 1st Law for a steady-state opened system：

      ΔH ＋Δ動能差/質量 ＋Δ位能差/質量 ＝ Q －Ws


    然後 以［pump＆加熱器］內部流體 為系統，將單位質量動能差、位能差 忽略不計，

    得：ΔH ＝ Q －Ws

    最後，由
             質量流率 *ΔH ＝ 質量流率 * Cp * (T2－T1) ＝ Q゛－Ws゛ ----(1)


    將Q゛＝(30,000－25,000)*1000 ＝ 5*10^6 J/hr

      Ws゛＝ 質量流率 * Ws ＝ －η*Pp ＝－0.65*3*745.7 J/s
          ＝-0.65*3*745.7*3600 J/hr

      T1＝(35-32)*5/9＝1.67 ℃ or K

      Cp＝4187  J/kg*K

      m゛＝質量流率＝ 2000 kg/hr

    代入(1)式中，
得
    T2－T1＝T2－1.67＝1.22， 而求得 T2＝2.89℃

    →儲水槽內水溫為 2.89 ℃




請問各位前輩們，我這樣的解法對嗎？ 有沒有什麼問題呢？

謝謝您～ ^^


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※ 編輯: thermalBolo     來自: 111.248.4.88         (02/17 10:56)
→ badiverson:我有用MEB算耶~算出來跟你差0.5度-,-
→ badiverson:但是用MEB還是要回歸到熱力學定律
→ badiverson:因為MEB就是從熱力學第一定律導出來的
推 badiverson:對了,你少考慮到位能差了
→ thermalBolo:恩.因我將流經pump＆heater的流體
→ thermalBolo:視為一系統，只考慮通過pump和heater
→ thermalBolo:的焓變化量，所直接造成的溫度改變
→ thermalBolo:所以就得到了這個答案....
→ thermalBolo:請問位能真的要考慮嗎？
→ thermalBolo:(因我在想..在平地的管內流體和高處的
→ thermalBolo:管內流體是否真會有溫度差？在忽略MEB
→ thermalBolo:忽略摩擦損失能量的前提下,
→ thermalBolo:－Ws＝ΔE/kg＋ΔU/kg＋ΔP/ρ－hf
→ thermalBolo:pump為流體系統帶來了壓力能，
→ thermalBolo:而因為高度差的位能損耗，將壓力能給
→ thermalBolo:抵銷了，所以我沒有考慮位能差....