MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI"

Gusztáv Fábián
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 MŰSZAKI HŐAN I.. ZÁRHELYI Név: Kézési kód: _N_ Azonosító: Helyszám: Jelölje meg aláhúzással vagy keretezéssel a Gyakorlatvezetőjét! Both Ambrus Dr. Cséfalvay Edit Györke Gábor Lengyel Vivien Pa Máté Gábor Péter Norbert Pintácsi Dániel ermodinamika Munkaidő: 90 erc Vass Bálint A dolgozat megírásához szöveges adat tárolására nem alkalmas számológéen, a Segédleten, valamint rajz- és íróeszközön kívül más segédeszköz nem használható. Csak az az információ kerül értékelésre, amit kék vagy fekete színnel író tollal ír/rajzol! Ha leírt/rajzolt válaszát utólag módosítja, áthúzza vagy kijavítja, azt mindenkéen érvénytelennek tekintjük. Szükség esetén készítsen iszkozatot. A megoldásait tartalmazó laot hajtsa A/5 méretűre és helyezze e feladatlaba! Értékelés: Feladat elérhető elért I/. 5 I/. 5 II/3. 35 II/4. 35 ÖSSZ.: 00 Javította:

2 A számítási feladatok megoldásait (végeredményeit) a mellékelt táblázatok megfelelő rovataiba írja! Pontszám csak akkor adható, ha a helyes számeredményt (5%-os hibahatár mellett) a megfelelő előjellel, a hozzá tartozó helyes mértékegységgel együtt tünteti fel e táblázatokban, abban az esetben is, ha a iszkozati (részletszámítási) laokon egyébként megtalálható a helyes eredmény. Nem jár ontszám a részletszámítások nélkül közölt eredményekért. I. EGYSZERŰ FELADAOK., Egy munkaszolgáltató körfolyamat hatásfoka 40%. Az munkaközeg tömegárama 80 kg/s, a fajlagos hasznos munka 000 kj/kg. Mekkora a bevezetett és elvont hőteljesítmény? Mekkora a hőbevezetés termodinamikai átlaghőmérséklete, ha a hőelvonás 4 C átlaghőmérsékleten történik? elért: (max. 5) megnevezés mennyiség mértékegység ontszám bevezetett hőteljesítmény 0 5 elvont hőteljesítmény 0 5 hőbevezetés átlaghőmérséklete 0 5., Egy súrlódásmentesen mozgó dugattyúval zárt hengerben,4 kg tömegű ideális gáznak tekinthető levegő (R = 87 J/(kg K)) van. A hengerben uralkodó nyomás kezdetben 50 kpa, a gáz hőmérséklete edig C. A dugattyú lassú elmozdításával 600 kpa-ra növeljük a gáz nyomását, miközben hőmérsékletét állandó értéken tartjuk. Mekkora az entróiaváltozás (előjelhelyesen) a folyamat során? Határozzuk meg előjelhelyesen a gáz által végzett munkát és a közölt hőt! Ábrázolja (arányokat megtartva) az állaotváltozást az ideális gáz V és S diagramjában! elért: (max. 5) megnevezés mennyiség mértékegység ontszám entróia megváltozása 0 3 közölt hő (előjelhelyesen) 0 3 végzett munka (előjelhelyesen) V S

3 II. ÖSSZEE FELADAOK 3., Egy gázturbinás energiatermelő egység komresszora környezeti nyomású és hőmérsékletű levegőt szív be ( bar, 5 C). A szívócsonknál a beléési sebesség igen kicsi a nagy keresztmetszet miatt. Az ideális gáznak tekinthető közeg MPa nyomással, 347 C-os hőmérséklettel és 90 m/s sebességgel hagyja el a berendezést. A komresszort 500 kj/min teljesítménnyel hűtik. A komresszor tengelyteljesítménye 50 kw. A levegő néhány anyagjellemzője: R = 87 J/(kg K), κ =,4. A komresszor be- és kiléő csonkja közti geodetikus magasságkülönbség nem számottevő. Határozza meg a komrimált levegő tömegáramát! Határozza meg a komresszió során felléő entróia-áram megváltozását (rodukciót)! Határozza meg a komresszor izentroikus hatásfokát! elért: (max. 35) megnevezés mennyiség mértékegység ontszám sűrűség kiléésnél 0 5 tömegáram 0 6 fajlagosan elvont hő 0 6 entróiaáram-rodukció 0 6 reverzibilis kiléési hőmérséklet 0 6 komresszor belső hatásfoka 0 6 A FELADAOK A KÖVEKEZŐ OLDALON FOLYAÓDNAK.

4 4., Egy súrlódásmentesen mozgó súlytalan dugattyúval zárt hengerben ideális gáz helyezkedik el, melynek hőmérséklete 0 C, tömege 0,00 kg, gázállandója 88 J/(kg K), adiabatikus kitevője,3. A dugattyú felülete 0 cm, tetején egy 0 kg tömegű test helyezkedik el. A környezet nyomása bar, a folyamat során állandó. A dugattyú szabad elmozdulását a rajzon jelölt rögzítőelemek határolják. Mennyi hőt kell közölni a gázzal, ha a nyomását a kezdeti érték háromszorosára kívánjuk növelni? Számítsa ki előjelhelyesen a teljes folyamatra a gáz által végzett munkát, a belső energia, entalia és entróia megváltozását! elért: (max. 35) megnevezés mennyiség mértékegység ontszám kiindulási állaot nyomása 0 3 végont hőmérséklete 0 4 belső energia megváltozása 0 4 entalia megváltozása 0 4 entróia megváltozása 0 4 közölt hő 0 4 fizikai munka V s

5 Megoldókulcs H.NZH B csoort I/. FELADA megnevezés mennyiség mértékegység ontszám bevezetett hőteljesítmény 00 MW elvont hőteljesítmény 0 MW hőbevezetés átlaghőmérséklete 55 5 K C I/. FELADA megnevezés mennyiség mértékegység ontszám entróia megváltozása -954,88 J/K közölt hő (előjelhelyesen) -7,8 kj végzett munka (előjelhelyesen) 7,8 kj V S II/3. FELADA megnevezés mennyiség mértékegység ontszám sűrűség kiléésnél 5,6 kg/m 3 tömegáram 0,6870 kg/s fajlagosan elvont hő J/kg entróiaáram-rodukció 5,40 W/K reverzibilis kiléési hőmérséklet K C komresszor belső hatásfoka 86,8 %

6 II/4. FELADA megnevezés mennyiség mértékegység ontszám kiindulási állaot nyomása,98 bar végont hőmérséklete K C belső energia megváltozása 837 J entalia megváltozása 388 J entróia megváltozása,5063 J/K közölt hő 947 J fizikai munka -0 J V s

7 I/. FELADA Részletes megoldás H.NZH B csoort W m w 80 MW W Q 00 MW be Q el be Q be W 0 MW el 55 K (5 C) I/. FELADA Az állaotváltozás a hőmérséklet állandósága miatt izotermikus. Az entróia megváltozása: S m R ln -954,88 J/K Ideális gáz esetén izotermikus állaotváltozásra: U H 0 Az I. főtétel alaján Q W f W. t A folyamat során közölt hő (elvont) Q S -7,8 kj A gáz által végzett munka (a környezet végzi a rendszeren) W f Q 7,8 kj vagy W f Wt V d m R ln 7,8 kj Felhasználva, hogy izotermikus állaotváltozásra V m R áll. II/3. FELADA A gáz sűrűsége a kiléésnél 5,685 kg/m 3 R A tömegáram számítása a berendezésre felírt I. főtételből (felhasználva, hogy W Q t m h ke W Q m t c c c A komresszió során felléő entróiaáram-rodukció S m c ln / R ln 5,40 W/K / A reverzibilis exanzió véghőmérséklete ( S 0 egyenletből) S m c ln, rev / R ln / 0 R, rev ex ln c Q q J/kg m 575,6 K (30,5 C) 0,6870 kg/s c R II/4. FELADA A kezdeti nyomás számítása: a környezeti és a dugattyúra helyezett tömeg által kifejtett nyomás összege m g 0,98 bar A ovábbi állaotjelzők számítása izobar: és V V

8 mgáz R V 5, m 3 V 586,3 K (33 C) V A feladat alaján a hőközlés 3 V3 3 6 V ,9 K (486 C) A folyamat során közölt hő ( R / Q mc mc V 3 5,943 bar nyomásig tart. ( 3 izochor) c V és c cv felhasználásával) 947 J Az állaotváltozás során a belső energia, entalia és entróia megváltozása: U cv m 837 J H c m U 388 J S m c ln R ln,5063 J/K A folyamat során a gáz által végzett munka V ) dv ( V ) -0 J W f ( V vagy az I. főtétel alaján: W f U Q -0 J

Hasonló dokumentumok

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI. Termodinamika. Név: Azonosító: Helyszám: Munkaidő: 80 perc I. 50 II. 50 ÖSSZ.: 100. Javította: Képzési kódja:

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI. Termodinamika. Név: Azonosító: Helyszám: Munkaidő: 80 perc I. 50 II. 50 ÖSSZ.: 100. Javította: Képzési kódja: Képzési kódja: MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI N- Név: Azonosító: Helyszám: Jelölje meg aláhúzással vagy keretezéssel a Gyakorlatvezetőjét! Dobai Attila Györke Gábor Péter Norbert Vass Bálint Termodinamika