SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM SZEGEDI ÉLELMISZERIPARI FŐISKOLAI KAR ÉLELMISZERIPARI MŰVELETEK ÉS KÖRNYEZETTECHNIKA TANSZÉK A CSOPORT Alkalmazott műzaki őtan, Gőzök termodinamikája Név:.. Tankör:. Dátum: 004.04.7...,8 kg tömegű, 0 bar nyomáú, 0,8 fajlago gőztartalmú gőz izoterm módon terjezkedik m 3 /kg fajtérfogatig. Ezt követően telített gőz állapotig adiabatikuan expandál. Ábrázolja az állapotváltozáokat é a közölt vagy elvont őket T- é - diagramokon! Jelölje a árom állapotpontot é az állapotváltozáokat a mellékelt fáziváltozái diagramon: T Tölte ki a táblázatot! T [ ] [ ] p [ ] v [ ] [ ] 3 Határozza meg a következő mennyiégeket: q = u =
= u = = u = w = q 3 = u = = u 3 = = u = w 3 =. 50 C-o forróvizet,4 bar nyomáig fojtózelepen kereztül kiterjeztünk. Ábrázolja T- é - diagramon az állapotváltozát: T Tölte ki a táblázatot: T [ ] [ ] p [ ] v [ ] [ ] Határozza meg a következő mennyiégeket:
q = u = = u = = u = 3. Egy Rankine-Clauiu körfolyamat túlevítéi őméréklete 300 C, kazánnyomáa 0 bar, kondenzátornyomáa 0,5 bar. A víz fajőjét tekinte állandó, 4,5 kj/(kgk) értékűnek. A tápvízzivattyúban lezajló állapotváltozá elanyagolató. Határozza meg a tápvíz-előmelegítőben, a kazánban é a gőztúlevítőben közölt, é a kondenzátorban elvont fajlago őmennyiéget, a gőzturbina fajlago munkáját, é a körfolyamat termodinamikai atáfokát! Ábrázolja a körfolyamatot a mellékelt - diagramon! q te = q ko = q ka = w = q gt = η t = 4. Egy 5 bar nyomáú forróvíztartály felrobban. A tartály térfogata 0 m 3. A környezeti nyomá bar. Gőztáblázatból a következő értékek adottak: p v v [bar] [m 3 /kg] [m 3 /kg] t ' [ C] [kj/(kgk)] [kj/(kgk)] [kj/kg] [kj/kg] 5 0,0097 0,079898 3,936,554 6,54 96,85 800,88 0,00043,6949 99,63,303 7,36 47,47 675,749 Ábrázolja az állapotváltozát T- é - diagramon: 3
T Mennyi az állapotváltozá után a rendzer fajlago gőztartalma? Mekkora az állapotváltozá orán fejlődött gőz tömege? 5. Hogyan változik a Rankine-Clauiu körfolyamat termiku atáfoka é a fajlago gőzfelaználá, a a kondenzátornyomát növeljük? Állítáát a diagramon igazolja! 6. Hány állapotjelző atározza meg egyértelműen a telített állapotú közeg állapotát? 7. Mi a párolgáő definíciója é ogyan függ a párolgáő a nyomától? 4
SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM SZEGEDI ÉLELMISZERIPARI FŐISKOLAI KAR ÉLELMISZERIPARI MŰVELETEK ÉS KÖRNYEZETTECHNIKA TANSZÉK B CSOPORT Alkalmazott műzaki őtan, Gőzök termodinamikája Név:.. Tankör:. Dátum: 004.04.7... kg tömegű, 0 C-o telített gőzzel izocor módon őt közlünk. Az állapotváltozá orán a gőz őméréklete 90 C-ra nő. Ezt követően izobár módon 500 kj őt vonunk el. Ábrázolja az állapotváltozáokat é a közölt vagy elvont őket T- é - diagramokon! Jelölje a árom állapotpontot é az állapotváltozáokat a mellékelt fáziváltozái diagramon: T Tölte ki a táblázatot! T [ ] [ ] p [ ] v [ ] [ ] 3 Határozza meg a következő mennyiégeket: q = u = 5
= u = = u = w = q 3 = u = = u 3 = = u = w 3 =. 5, bar nyomáú, 00 C-o gőzt 5 m 3 /kg fajtérfogatig fojtózelepen kereztül kiterjeztünk. Ábrázolja T- é - diagramon az állapotváltozát: T Tölte ki a táblázatot: T [ ] [ ] p [ ] v [ ] [ ] Határozza meg a következő mennyiégeket: 6
q = u = = u = = u = 3. Egy Rankine-Clauiu körfolyamat túlevítéi őméréklete 400 C, kazánnyomáa 0 bar, kondenzátornyomáa bar. A víz fajőjét tekinte állandó, 4,5 kj/(kgk) értékűnek. A tápvízzivattyúban lezajló állapotváltozá elanyagolató. Határozza meg a tápvízelőmelegítőben, a kazánban é a gőztúlevítőben közölt, é a kondenzátorban elvont fajlago őmennyiéget, a gőzturbina fajlago munkáját, é a körfolyamat termodinamikai atáfokát! Ábrázolja a körfolyamatot a mellékelt - diagramon! q te = q ko = q ka = w = q gt = η t = 4. Egy 30 bar nyomáú forróvíztartály felrobban. A tartály térfogata 0 m 3. A környezeti nyomá bar. Gőztáblázatból a következő értékek adottak: p v v [bar] [m 3 /kg] [m 3 /kg] t ' [ C] [kj/(kgk)] [kj/(kgk)] [kj/kg] [kj/kg] 30 0,006 0,06668 33,836,645 6,83 008,53 80,89 0,00043,6949 99,63,303 7,36 47,47 675,749 Ábrázolja az állapotváltozát T- é - diagramon: 7
T Mennyi az állapotváltozá után a rendzer fajlago gőztartalma? Mekkora az állapotváltozá orán fejlődött gőz tömege? 5. Hogyan változik a Rankine-Clauiu körfolyamat termiku atáfoka é a fajlago gőzfelaználá, a a túlevítéi őmérékletet cökkentjük? Állítáát a diagramon igazolja! 6. Hány állapotjelző atározza meg egyértelműen a telített állapotú közeg állapotát? 7. Mi a párolgáő definíciója é ogyan függ a párolgáő a nyomától? 8
JAVÍTÓKULCS 9
SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM SZEGEDI ÉLELMISZERIPARI FŐISKOLAI KAR ÉLELMISZERIPARI MŰVELETEK ÉS KÖRNYEZETTECHNIKA TANSZÉK A CSOPORT Alkalmazott műzaki őtan, Gőzök termodinamikája Név:.. Tankör:. Dátum: 004.04.7...,8 kg tömegű, 0 bar nyomáú, 0,8 fajlago gőztartalmú gőz izoterm módon terjezkedik m 3 /kg fajtérfogatig. Ezt követően telített gőz állapotig adiabatikuan expandál. Ábrázolja az állapotváltozáokat é a közölt vagy elvont őket T- é - diagramokon! Jelölje a árom állapotpontot é az állapotváltozáokat a mellékelt fáziváltozái diagramon: A mellékelt - diagramon piro zámokkal é piro vonalakkal jelölt. T q q 3 3 Tölte ki a táblázatot! T [ K ] [ kj/kg ] p [ bar ] v [ m 3 /kg ] [ kj/(kgk) ] 455 (8 C) 37 0 0,7 5,7 455 (8 C) 837,08 7,7 3 348 (75 C) 68 0,35 4,7 7,7 Határozza meg a következő mennyiégeket: q = T = 455 (7,7-5,7) = 99, kj/kg u = p v = 37 0 3-0 6 0,7 = 0 kj/kg 0
= = 7,7-5,7 =,0 kj/(kgk) u = p v = 837 0 3 -,08 0 5 = 6 kj/kg = = 837-37 = 466 kj/kg u = u u = 6-0 = 40 kj/kg w = q u = 99,-40 = 499, kj/kg q 3 = 0 u = p v = 3 = 68-837 = -09 kj/kg u 3 = 3 p 3 v 3 = 68 0 3-0,35 0 5 4,7 = = 463,5 kj/kg = 0 u = u 3 u = 463,5-6 = -57,5 kj/kg w 3 = q 3 u = u = 57,5 kj/kg. 50 C-o forróvizet,4 bar nyomáig fojtózelepen kereztül kiterjeztünk. Ábrázolja T- é - diagramon az állapotváltozát: T A forróvíz fojtáo állapotváltozáa: Tölte ki a táblázatot: T [ ] [ ] p [ ] v [ ] [ ] Határozza meg a következő mennyiégeket:
q = 0 u = p v = u = p v = 0 u = u u 3. Egy Rankine-Clauiu körfolyamat túlevítéi őméréklete 300 C, kazánnyomáa 0 bar, kondenzátornyomáa 0,5 bar. A víz fajőjét tekinte állandó, 4,5 kj/(kgk) értékűnek. A tápvízzivattyúban lezajló állapotváltozá elanyagolató. Határozza meg a tápvíz-előmelegítőben, a kazánban é a gőztúlevítőben közölt, é a kondenzátorban elvont fajlago őmennyiéget, a gőzturbina fajlago munkáját, é a körfolyamat termodinamikai atáfokát! Ábrázolja a körfolyamatot a mellékelt - diagramon! A mellékelt - diagramon zöld zámokkal é zöld vonalakkal jelölt. q te = 4 = c víz (t 4 t ) = q ko = = c víz t = 4,5 8-477= = 4,5 (83-8) = 49,35 kj/kg = -36,5 kj/kg q ka = 6 4 = 6 c víz t 4 = w = q = - = = 777-4,5 83 = 07, kj/kg = 3040-477 = 563 kj/kg q gt = 6 = 3040-777 = 63 kj/kg η t = w / Σq BE = w / (q te +q ka +q gt ) = =563/(49,35+07,+63) = 0,86 % 4. Egy 5 bar nyomáú forróvíztartály felrobban. A tartály térfogata 0 m 3. A környezeti nyomá bar. Gőztáblázatból a következő értékek adottak: p v v [bar] [m 3 /kg] [m 3 /kg] t ' [ C] [kj/(kgk)] [kj/(kgk)] [kj/kg] [kj/kg] 5 0,0097 0,079898 3,936,554 6,54 96,85 800,88 0,00043,6949 99,63,303 7,36 47,47 675,749 Ábrázolja az állapotváltozát T- é - diagramon:
T Mennyi az állapotváltozá után a rendzer fajlago gőztartalma? Mekkora az állapotváltozá orán fejlődött gőz tömege? Az állapotváltozá orán az entalpia állandó, ez az entalpia a 5 bar nyomáú telített folyadék entalpiája: = 5 bar = 96,85 kj/kg. A végállapot entalpiája: = 96,85 kj/kg = bar + x ( bar bar ). Innen a fajlago gőztartalmat kifejezve: x = ( bar ) / ( bar bar ) = (96,85-47,47)/(675,749-47,47) = 0,406 A kiindulái állapotban a tartályban lévő víz tömege: m = V / v = V / v 5 bar = 0/0,0097 = 6708,44 kg A fajlago gőztartalomból kifejezve a keletkezett gőz tömege: m gőz = x m = 0,406 6708,44 = 407,73 kg 5. Hogyan változik a Rankine-Clauiu körfolyamat termiku atáfoka é a fajlago gőzfelaználá, a a kondenzátornyomát növeljük? Állítáát a diagramon igazolja! A atáfok cökken, a fajlago gőzfelaználá nő. w > w > w 3 η > η > η 3 q ko > q ko > q ko3 d < d < d 3 3 6. Hány állapotjelző atározza meg egyértelműen a telített állapotú közeg állapotát?, mivel nem imert, ogy telített folyadékról vagy telített gőzről van zó. 7. Mi a párolgáő definíciója é ogyan függ a párolgáő a nyomától? A párolgáő az a őmennyiég, amely kg telített folyadékból kg telített gőz előállítááoz zükége, izobár körülmények közt. Nagyobb nyomáon a párolgáő kiebb. 3
6 3 4
Szegedi Tudományegyetem SZEGEDI ÉLELMISZERIPARI FŐISKOLAI KAR ÉLELMISZERIPARI MŰVELETEK ÉS KÖRNYEZETTECHNIKA TANSZÉK B CSOPORT Alkalmazott műzaki őtan, Gőzök termodinamikája Név:.. Tankör:. Dátum: 004.04.7... kg tömegű, 0 C-o telített gőzzel izocor módon őt közlünk. Az állapotváltozá orán a gőz őméréklete 90 C-ra nő. Ezt követően izobár módon 500 kj őt vonunk el. Ábrázolja az állapotváltozáokat é a közölt vagy elvont őket T- é - diagramokon! Jelölje a árom állapotpontot é az állapotváltozáokat a mellékelt fáziváltozái diagramon: A mellékelt - diagramon piro zámokkal é piro vonalakkal jelölt. T q 3 q 3 3 3 q q Tölte ki a táblázatot! T [ K ] [ kj/kg ] p [ bar ] v [ m 3 /kg ] [ kj/(kgk) ] 393 (0 C) 703 0,94 7,3 563 (90 C) 3043,8 0,94 7,67 3 406 (33 C) 3043-500/ = = 93,8 0,65 5,9 Határozza meg a következő mennyiégeket: q = u = 64,8 kj/kg u = p v = 703 0 3-0 5 0,94 = 5
= 55 kj/kg = = 7,67-7,3 = 0,54 kj/(kgk) u = p v = 3043 0 3 -,8 0 5 0,94 = = 779,8 kj/kg = = 3043-703 = 340 kj/kg u = u u = 779,8-55 = 64,8 kj/kg w = p v = 0 q 3 = Q/m = -500/ = -750 kj/kg u = p v = q 3 = -750 kj/kg u 3 = 3 p 3 v 3 = 93 0 3 -,8 0 5 0,65 = = 8 kj/kg = 3 = 5,9-7,67 = -,75 kj/(kgk) u = u 3 u = 8-779,8 = -66,8 kj/kg w 3 = p v 3 =,8 0 5 (0,65-0,94) = -88, kj/kg. 5, bar nyomáú, 00 C-o gőzt 5 m 3 /kg fajtérfogatig fojtózelepen kereztül kiterjeztünk. Ábrázolja T- é - diagramon az állapotváltozát: T Tölte ki a táblázatot: T [ K ] [ kj/kg ] p [ bar ] v [ m 3 /kg ] [ kj/(kgk) ] 473 (00 C) 847 5, 0,45 7,04 46 (88 C) 847 0,43 5 8,6 Határozza meg a következő mennyiégeket: 6
q = 0 u = p v = 847 0 3-5, 0 5 0,45 = = 66 kj/kg = = 8,6-7,04 =, kj/(kgk) u = p v = 847 0 3-0,43 0 5 5 = = 63 kj/kg = 0 u = u u = 63-66 = 6 0 kj/kg 3. Egy Rankine-Clauiu körfolyamat túlevítéi őméréklete 400 C, kazánnyomáa 0 bar, kondenzátornyomáa bar. A víz fajőjét tekinte állandó, 4,5 kj/(kgk) értékűnek. A tápvízzivattyúban lezajló állapotváltozá elanyagolató. Határozza meg a tápvízelőmelegítőben, a kazánban é a gőztúlevítőben közölt, é a kondenzátorban elvont fajlago őmennyiéget, a gőzturbina fajlago munkáját, é a körfolyamat termodinamikai atáfokát! Ábrázolja a körfolyamatot a mellékelt - diagramon! A mellékelt - diagramon zöld zámokkal é zöld vonalakkal jelölt. q te = 4 = c víz (t 4 t ) = q ko = = c víz t = = 4,5 (0-0) = 448,4 kj/kg = 4,5 0-585 = -6,5 kj/kg q ka = 6 4 = 6 c víz t 4 = w = q = - = = = 79-4,5 0 = 99, kj/kg = 336-585 = 65 kj/kg q gt = 6 = 336-79 = 445 kj/kg η t = w / Σq BE = w / (q te +q ka +q gt ) = = 65/(448,4+99,+445) = 3,5 % 4. Egy 30 bar nyomáú forróvíztartály felrobban. A tartály térfogata 0 m 3. A környezeti nyomá bar. Gőztáblázatból a következő értékek adottak: p v v [bar] [m 3 /kg] [m 3 /kg] t ' [ C] [kj/(kgk)] [kj/(kgk)] [kj/kg] [kj/kg] 30 0,006 0,06668 33,836,645 6,83 008,53 80,89 0,00043,6949 99,63,303 7,36 47,47 675,749 Ábrázolja az állapotváltozát T- é - diagramon: 7
T Mennyi az állapotváltozá után a rendzer fajlago gőztartalma? Mekkora az állapotváltozá orán fejlődött gőz tömege? Az állapotváltozá orán az entalpia állandó, ez az entalpia a 5 bar nyomáú telített folyadék entalpiája: = 30 bar = 008,53 kj/kg. A végállapot entalpiája: = 008,53 kj/kg = bar + x ( bar bar ). Innen a fajlago gőztartalmat kifejezve: x = ( bar ) / ( bar bar ) = (008,53-47,47)/(675,749-47,47)=0,66 A kiindulái állapotban a tartályban lévő víz tömege: m = V / v = V / v 30 bar = 0/0,006 = 6447,37 kg A fajlago gőztartalomból kifejezve a keletkezett gőz tömege: m gőz = x m = 0,66 6447,37 = 430,76 kg 5. Hogyan változik a Rankine-Clauiu körfolyamat termiku atáfoka é a fajlago gőzfelaználá, a a túlevítéi őmérékletet cökkentjük? Állítáát a diagramon igazolja! A atáfok cökken, a fajlago gőzfelaználá nő. 3 w > w > w 3 η > η > η 3 d < d < d 3 3 6. Hány állapotjelző atározza meg egyértelműen a telített állapotú közeg állapotát?, mivel nem imert, ogy telített folyadékról vagy telített gőzről van zó. 7. Mi a párolgáő definíciója é ogyan függ a párolgáő a nyomától? A párolgáő az a őmennyiég, amely kg telített folyadékból kg telített gőz előállítááoz zükége, izobár körülmények közt. Nagyobb nyomáon a párolgáő kiebb. 8
6 3 9