Transcript Tentamen i : Termodynamik och värmeöverföring Kod

Tentamen i :
Termodynamik och värmeöverföring
Totala antalet uppgifter:
4
Examinator/Tfn:
Lars Westerlund
Jourhavande lärare/Tfn:
Lars Westerlund/1223
Resultatet anslås den:
Kod/Linje: F0032T
Datum:
120110
Skrivtid:
09.00-14.00
120201
Lösningsförslag återfinns på kurshemsida:
http://sirius.mt.luth.se/~lassew/AO1/link_to_courses.htm
Tentamensrättningen får granskas:
Studenttorget
Tillåtna hjälpmedel:
Sonntag-Borgnakke-Wylen: Fundamentals of
thermodynamics.
Henja m.fl.: Grundläggande värmeöverföring.
Kalkylator
Tabell t.ex Physics Handbook, Fysikalia, Beta,..
Övriga anvisningar:
Motivera dina lösningar
Maximalt antal poäng: 20 För godkänt krävs10 p
====================================================================
1. För att bestämma det totala värmeövergångstalet till följd av konvektion och strålning
genomförs följande experiment. En polerad platta av mässing, 0.30m*0.30m, upphettas i
en ugn till temperaturen 125C. Plattan hängs upp vertikalt i två tunna trådar så att en kant
blir parallell med golvet. Den får svalna i ett rum där rumsluften har temperaturen 20ºC
och omgivande väggar har temperaturen 17C. Temperaturen mäts kontinuerligt hos
plattan, som är så tunn att den kan anses vara isoterm. När plattans temperatur är 100C
uppmäts hastigheten i temperaturändringen, dT/dt, till -0.0680 K/s. Plattan har massan 3.75
kg och specifika värmekapaciteten 380 J/kgK.
a) Vilket värde ger experimentet på det totala värmeövergångstalet när plattans
temperatur är 100ºC?
b) Beräkna motsvarande teoretiska värde på det totala värmeövergångstalet.
(5p)
2. Betrakta en isoterm kompression av 1.00 kg kvävgas (Nitrogen) vid temperaturen +27.0°C.
Det ursprungliga trycket är 1.00 bar och den slutliga volymen är 20.0% av den ursprungliga.
Bestäm det uträttade arbetet, värmeutbytet med omgivningen samt ändringen av kvävets inre
energi under denna process.
(5p)
3 En värmekraftanläggning som termiskt opererar som en Rankinecykel arbetar med ånga vid
5.0 MPa tryck och 400°C temperatur i inloppet till turbinen, kondensortrycket ligger på
10 kPa. Turbinen producerar 20 MW med den isentropa verkningsgraden 70%. Pumpens
verkningsgrad anses vara 100%.
Bestäm för processen
a) Massflödet
b) Specifik ångmängd (x) efter turbin.
c) Kondensoreffekten
d) Termiska verkningsgraden.
e) Carnotverkningsgraden, kommentera skillnaden i verkningsgrad.
(5p)
4. . Ett hus uppvärms via ett luftvärmesystem. Från pannan (position A) har luften
temperaturen +50°C och relativa luftfuktigheten 5% RH. Luftflödet är 0.080 kg/s torr
luft. En elektrisk ångbefuktare tillför till ventilationsluften mättad vattenånga med trycket
1.0 bar, befuktaren tillförs kallvatten med temperaturen +10°C. Vid tilluftsdonen i
rummen uppmäts temperaturen 30°C och relativa luftfuktigheten 40% RH (position B).
Ansätt normaltrycket 101325 Pa råder i hela systemet.
Bestäm:
a)
Flödet av kallvatten som tillförs ångbefuktaren
b)
Eleffekten som tillförs ångbefuktaren.
(5p)
Vatten tillförsel
+
A
Värme
panna
LYCKA TILL!
B