Föreläsning i termodynamik 28 september 2011 Lars Nilsson

Relevanta dokument
Kap 9 kretsprocesser med gas som medium

Föreläsning i termodynamik 11 oktober 2011 Lars Nilsson

Kap 9 kretsprocesser med gas som medium

ARBETSGIVANDE GASCYKLER

MITTHÖGSKOLAN, Härnösand

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 8 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 8. strömningslära, miniräknare.

Kretsprocesser. För att se hur långt man skulle kunna komma med en god konstruktion skall vi ändå härleda verkningsgraden i några enkla fall.

Omtentamen i teknisk termodynamik (1FA527) för F3,

ÅNGCYKEL CARNOT. Modifieras lämpligen så att all ånga får kondensera till vätska. Kompressionen kan då utföras med en enkel matarvattenpump.

MITTHÖGSKOLAN, Härnösand

Tentamen i teknisk termodynamik (1FA527) för F3,

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 5 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 5. strömningslära, miniräknare.

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 6 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 6. strömningslära, miniräknare.

SG1216. Termodynamik för T2

Teknisk termodynamik repetition

Kap 10 ångcykler: processer i 2-fasområdet

Tentamen i teknisk termodynamik (1FA527)

Hjälpmedel: Valfri miniräknare, Formelsamling: Energiteknik-Formler och tabeller(s O Elovsson och H Alvarez, Studentlitteratur)

Betygstentamen, SG1216 Termodynamik för T2 25 maj 2010, kl. 9:00-13:00

Termodynamik (repetition mm)

Hjälpmedel: Valfri miniräknare, Formelsamling: Energiteknik-Formler och tabeller(s O Elovsson och H Alvarez, Studentlitteratur)

Personnummer:

Teknisk termodynamik repetition

Kap 6 termodynamikens 2:a lag

Tentamen i termisk energiteknik 5HP för ES3, 2009, , kl 9-14.

Övningsuppgifter termodynamik ,0 kg H 2 O av 40 C skall värmas till 100 C. Beräkna erforderlig värmemängd.

Arbete är ingen tillståndsstorhet!

MMVF01 Termodynamik och strömningslära

7,5 högskolepoäng ENERGITEKNIK II. Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: Tentamen 41N05B. TentamensKod:

2-52: Blodtrycket är övertryck (gage pressure).

Personnummer:

Kap 6 termodynamikens 2:a lag

Termodynamik FL6 TERMISKA RESERVOARER TERMODYNAMIKENS 2:A HUVUDSATS INTRODUCTION. Processer sker i en viss riktning, och inte i motsatt riktning.

TENTAMEN I KRAFTVÄRMESYSTEM, 5 p RÄKNEDEL

EGENSKAPER FÖR ENHETLIGA ÄMNEN

Om trycket hålls konstant och temperaturen höjs kommer molekylerna till slut att bryta sig ur detta mönster (sublimation eller smältning).

Tentamen i Termodynamik och Statistisk fysik för F3(FTF140)

Kap 4 energianalys av slutna system

Mer om kretsprocesser

Kap 7 entropi. Ett medium som värms får ökande entropi Ett medium som kyls förlorar entropi

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 7 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 7. strömningslära, miniräknare.

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 2 IKP/Mekaniksystem Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 2

Lösningsförslag Tentamen i Turbomaskiner 7,5 hp

Termodynamik Föreläsning 4

Linköpings tekniska högskola IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 8. strömningslära, miniräknare.

Kap 6 termodynamikens 2:a lag

Termodynamik Föreläsning 7 Entropi

a) Vi kan betrakta luften som ideal gas, så vi kan använda allmänna gaslagen: PV = mrt

Tentamen i Termodynamik CBGB3A, CKGB3A

Energi- och processtekniker EPP14

Tentamen i termodynamik. 7,5 högskolepoäng. Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

Tentamen i Termodynamik och Statistisk fysik för F3(FTF140)

TENTAMEN I ENERGITEKNIK OCH MILJÖ (KVM033) för K2 och Kf2 i V-huset.

Lite kinetisk gasteori

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM2 (KVM091 och KVM090) kl

Föreläsning 14: Termodynamiska processer, värmemaskiner: motor, kylskåp och värmepump; verkningsgrad, Carnot-cykeln.

Kap 10 ångcykler: processer i 2-fasområdet

Tentamen i Termodynamik och Statistisk fysik för F3(FTF140)

Termodynamik FL7 ENTROPI. Inequalities

U = W + Q (1) Formeln (1) kan även uttryckas differentiells, d v s om man betraktar mycket liten tillförsel av energi: du = dq + dw (2)

Slutet på början p.1

Applicera 1:a H.S. på det kombinerade systemet:

Arbetet beror på vägen

OMÖJLIGA PROCESSER. 1:a HS: Q = W Q = Q out < 0 W = W net,out > 0

Teknisk termodynamik 5 hp. Välkomna till teknisk termodynamik!

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2 och Kf2 (KVM090) kl i V

MEKANIK KTH Forslag till losningar till Sluttentamen i 5C1201 Stromningslara och termodynamik for T2 den 30 augusti Stromfunktionen for den ho

PTG 2015 övning 3. Problem 1

P1. I en cylinder med lättrörlig(friktionsfri) men tätslutande kolv finns(torr) luft vid trycket 105 kpa, temperaturen 300 K och volymen 1.40 m 3.

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM2 (KVM091 och KVM090) kl

Termodynamik Föreläsning 6 Termodynamikens 2:a Huvudsats

Tentamen i termodynamik. 7,5 högskolepoäng. Tentamen ges för: Årskurs 1. Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM2 (KVM091 och KVM090) kl

Termodynamik. Dr Mikael Höök,

Vad tror du ökning av entropi innebär från ett tekniskt perspektiv?

Bestäm det slutliga lufttrycket i behållarna. SVAR: kpa

Termodynamik, lp 2, lå 2003/04

3. En konvergerande-divergerande dysa har en minsta sektion på 6,25 cm 2 och en utloppssektion

Kap 10 ångcykler: processer i 2 fasområdet

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM2 (KVM091 och KVM090) kl

Övrigt: Uppgifterna 1-3 är på mekanik, uppgifterna 4-5 är på värmelära/termodynamik

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM2 (KVM091 och KVM090) kl

Termodynamik FL4. 1:a HS ENERGIBALANS VÄRMEKAPACITET IDEALA GASER ENERGIBALANS FÖR SLUTNA SYSTEM

Termodynamik Föreläsning 2 Värme, Arbete, och 1:a Huvudsatsen

FAFF35 Medicinsk Fysik

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA GÖTEBORGS UNIVERSITET Sektionen för Fysik och Teknisk Fysik Oktober 2000

Tentamen i Turbomaskiner 7,5 hp

Lösningar till tentamen i Kemisk termodynamik

Entropi. Det är omöjligt att överföra värme från ett "kallare" till ett "varmare" system utan att samtidigt utföra arbete.

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2 och Kf2 (KVM091 och KVM090) förmiddag

FUKTIG LUFT. Fuktig luft = torr luft + vatten m = m a + m v Fuktighetsgrad ω anger massan vatten per kg torr luft. ω = m v /m a m = m a (1 + ω)

David Wessman, Lund, 29 oktober 2014 Statistisk Termodynamik - Kapitel 3. Sammanfattning av Gunnar Ohléns bok Statistisk Termodynamik.

TENTAMEN I TERMODYNAMIK för K2, Kf2 och TM (KVM091 och KVM090) kl och lösningsförslag

Wilma kommer ut från sitt luftkonditionerade hotellrum bildas genast kondens (imma) på hennes glasögon. Uppskatta

Energitekniska formler med kommentarer

Kapitel III. Klassisk Termodynamik in action

Räkneövning/Exempel på tentafrågor

Tentamen i FTF140 Termodynamik och statistisk mekanik för F3

Examination av, och betygskriterier för, kursen MJ1112 Tillämpad termodynamik Av Hans Havtun,

UMEÅ UNIVERSITET Fysiska institutionen Leif Hassmyr VARMLUFTSMASKIN TYP STIRLING

Transkript:

Arbetsgivande gascykler Föreläsning i termodynamik 28 september 211 Lars Nilsson

Tryck volym diagram P V diagram Isobar process (konstant tryck)?? Isokor process (konstant volym)?? Isoterm process (konstant temperatur)?? Isentrop process (konstant entropi)?? Tryck (Pa eller bar) Volym V (m 3 eller m 3 /kg)

Tryck volym diagram P V diagram eller bar r) Tr ryck (Pa ocess Isokor pr Isobar process Vl Volym V (m 3 eller m 3 /kg)

Tryck volym diagram P V diagram r bar) Tryck (Pa eller Isentrop process Isoterm process Volym V (m 3 eller m 3 /kg)

Temperatur entropi diagram T S diagram Isobar process (konstant tryck)?? Isokor process (konstant volym)?? Isoterm process (konstant temperatur)?? Isentrop process (konstant entropi)?? Temp r K) ( o C eller Entropi S (kj/kg/k)

Temperatur entropi diagram T S diagram Tempe eratur (K K) Isokor process Isobar process Entropi (kj/kg/k)

Temperatur entropi diagram T S diagram Isentrop process Tempe eratur (K K) Isoterm process Entropi S (kj/kg/k)

Varför just dessa tillståndsdiagram?

Carnotcykeln Te emperatu ur (K) T 1 = T 2 = T H T 3 = T 4 = T L 1 2 4 3 S 1 = S 4 S 2 = S 3 Entropi S (kj/kg/k) /K)

Carnotcykeln 1 Isoterm, T 1 = T 2 Pa) Tryck ( Isentrop, S 4 = S 2 4 2 Isentrop, S 2 = S 3 3 Isoterm, T 3 = T 4 Vl Volymitet itt( (m 3 /kg)

Carnotcykeln: tillämpningar Carnotprocessen är intressant som utgångspunkt eftersom den har högsta tänkbara termiska verkningsgrad. Men den är svår att genomföra i praktiken.

Ottocykeln Isokor v = v 3 Te emperatu ur (K) 2 Isentrop, S 1 = S 2 1 Isokor, v 2 = v 3 Isentrop, S 3 = S 2 Isokor, v 4 = v 1 4 S 1 = S 2 S 3 = S 4 Entropi S (kj/kg/k) /K)

Ottocykeln 3 Isentrop, S 3 = S 4 Pa) Tryck ( Isokor, v 2 = v 3 2 Isentrop, S 1 = S 2 1 4 Isokor, v 4 = v 1 Vl Volymitet itt( (m 3 /kg)

Ottocykeln: tillämpningar

Ottocykeln: tillämpningar

Dieselcykeln Isobar p = p 3 Te emperatu ur (K) 2 Isentrop, S 1 = S 2 1 Isobar, p 2 = p 3 Isentrop, S 3 = S 4 Isokor, v 4 = v 1 4 S 1 = S 2 S 3 = S 4 Entropi S (kj/kg/k) /K)

Dieselcykeln Isobar, p 2 = p 3 2 3 Isentrop, S 3 = S 4 Pa) Tryck ( Isentrop, S 1 = S 2 1 4 Isokor, v 4 = v 1 Vl Volymitet itt( (m 3 /kg)

Ottocykeln och dieselcykeln Ottocykeln Gnistantändning Värmetillförsel (egentligen förbränning) vid konstant volym Varför bra modell? Allt bränsle finns närvarande vid antändningen. Värmeutveckling sker snabbt. Tål lägre tryckförhållande. Bensinmotor Dieselcykeln Kompressionsantändning Värmetillförsel (egentligen förbränning) vid konstant tryck Varför bra modell? Bränslet sprutas in efter hand. Värmeutvecklingen sker långsammare. Tål högre tryckförhållande. Dieselmotor

Gasturbincykeln (Braytoncykeln) Isobar p = p 3 Te emperatu ur (K) 2 Isentrop, S 1 = S 2 1 Isobar, p 2 = p 3 Isentrop, S 3 = S 4 Isobar, p 4 = p 1 4 S 1 = S 2 S 3 = S 4 Entropi S (kj/kg/k) /K)

Gasturbincykeln (Braytoncykeln) Isobar, p 2 = p 3 2 3 Pa) Tryck ( Isentrop, S 1 = S 2 Isentrop, S 3 = S 4 1 Isobar,,p 4 = p 1 4 Vl Volymitet itt( (m 3 /kg)

Gasturbinprocessen: sluten cykel Det är denna cykel vi försökt att beskriva med modellen i de förra två bilderna.

Gasturbincykeln: öppen cykel Hög utloppshastighet Vanligare med öppen cykel

Gasturbincykeln: tillämpningar Flygplansmotorer: Här är det intressanta hastigheten hos gaserna som lämnar turbinen. Kraftproduktionen inte lika viktig. Elproduktion: Gasturbin eventuellt i kombination med ångturbin används i stora delar av världen för att producera el.

Tillbaka till tillståndsdiagrammen Tryck (P Pa eller bar) Två isotermer. Vilken representerar högst temperatur? Volym V (m 3 eller m 3 /kg)

Tillbaka till tillståndsdiagrammen Tryck (P Pa eller bar) Ökande temperatur Volym V (m 3 eller m 3 /kg)

Tillbaka till tillståndsdiagrammen eratur (K K) Temp Två isobarer. Vilken representerar högst tryck? Entropi (kj/kg/k)/k)

Tillbaka till tillståndsdiagrammen K) eratur (K Ökande tryck Temp Entropi (kj/kg/k)/k)

Tillbaka till tillståndsdiagrammen (K) Tem mperatur Två isokorer. Vilken representerar högst volymitet? Entropi (kj/kg/k)

Tillbaka till tillståndsdiagrammen mperatur (K) Tem Ökande volymitet Entropi (kj/kg/k)

Jämförelse mellan ideala modeller,8 verkn,5 Termi isk ningsgrad,7,6,5,4,3 2,2,1 Ottocykel Dieselcykel med rc = 2 1 2 3 4 Kompressionsförhållande r

Ideal modell verklig motor Ottocykeln med kompressionsförhållande 8 ger en termisk verkningsgrad på 56 % Enligt boken har en verkliga gnistantändningsmotorer verkningsgrader mellan 25 och 3 %. Dieselcykeln med kompressionsförhållande 2 ger en termisk verkningsgrad på 65 % Enligt boken har stora dieselmotorer verkningsgrader mellan 35 och 4 %.

Vad är annorlunda och vad är nyttan? Idealiserade processer isoterm, isentrop, isokor och isobar Internt reversibla processer Annat arbetsmedium Friktion försummas liksom värmeutbyte inom cykeln Modellerna kan självklart förbättras Även enkla modeller kan ge förståelse för hur olika parametrar påverkar den termiska verkningsgraden.

En ideal Ottocykel En ideal Ottocykel har en kompressionskvot på 8. Vid kompressionsprocessens början har luften trycket 1 kpa och temperaturen 17 C. Det tillförs 8 kj/kg värme. Bestäm maximalt tryck och maximal temperatur som uppträder i cykeln och bestäm nyttigt arbete och den termiska verkningsgraden för cykeln. Cykeln arbetar med luft som arbetsmedium och antag att luft har konstant specifikt värme och använd data för temperaturen 25 C.