Pismeni ispit iz Nauke o toplini I (Termodinamike I) 27. siječnja 2006. 1. ZADATAK Uspravni cilindar promjera 250 mm zatvoren je s gornje strane stapom zanemarive mase koji je na početku udaljen od dna cilindra 400 mm. U cilindru je idealni plin okolišne temperature 0 °C (C m,p = 29,1 kJ/(kmol K)) i električna grijalica zanemarivog volumena. Okolišni je tlak 1 bar. Na savitljivom, nerastezljivom i laganom užetu čiji je gornji kraj učvršćen, obješen je uteg mase 500 kg, tako da je razmak između njega i stapa u početnom položaju 20 cm. Izračunajte koliko topline treba dovesti plinu u cilindru, da bi se stap podigao na visinu 700 mm od dna cilindra i promjenu potencijalne energije utega od prvog njegova dodira sa stapom do konačnog položaja! Proces s plinom skicirati u p,V- i T,s-dijagramu! 2. ZADATAK Struja kisika stanja 5 bar i 80 °C, protočne količine s / m 120 3 n prigušuje se prije ulaska u mješalište na 3,8 bar i miješa sa strujom zraka normalnog sastava i stanja 4,2 bar i 40 °C. Tlak mješavine na izlazu iz mješališta je 3 bar, a temperatura 35 °C. Stanje okoliša je normalno. Kolika je protočna količina zraka (druge struje), ako je maseni udio kisika u mješavini 70%? Koliki je izmijenjeni toplinski tok i gubitak snage u cijelom procesu? 3. ZADATAK Parni kotao proizvodi pregrijanu vodenu paru stanja 30 bar i 350 °C. Jedna dio te pare vodi se u turbinu, u kojoj izentropski ekspandira do kondenzatorskog tlaka 0,08 bar, potpuno kondenzira, a kondenzat se pumpom vraća u kotao. Drugi dio pare odmah se po izlasku iz kotla prigušuje na 25 bar i odvodi u grijalicu u kojoj potpuno kondenzira i taj kondenzat se drugom pumpom također vraća u kotao. a) Koliko (kg/h) pare treba proizvesti kotao, ako je tražena snaga turbine 2500 kW, a potreban toplinski tok u grijalici je 12⋅10 6 kJ/h? Koliko rashladne vode treba za hlađenje kondenzatora, ako se ona smije zagrijati za 8 °C? Koliko se toplinskog toka dovodi u kotlu? b) Ako toplinski tok oslobođen u grijalici služi za isparivanje druge struje vode, početne temperature 15 °C, pri tlaku 5 bar do suhozasićenog stanja, koliko se vode može ispariti? Skica procesa u T,s- i h,s-dijagramu! m ut p 1 , T 1 0,7 m z 1 = 0,4 m 20 cm Q ~ P T 1 1 2 4 3 q m Φ G 6 Φ kond 1 q m q m ,T ∆p 5 7 q m ,i sp q m q m ,G voda para Φ kotla 9 8

2006-01-27

Download PDF Report

Upload
mirnes-hasanovic
View
11
Download
0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Citation preview

Pismeni ispit iz Nauke o toplini I (Termodinamike I) 27. siječnja 2006.

1. ZADATAK Uspravni cilindar promjera 250 mm zatvoren je s gornje strane stapom zanemarive mase koji je na početku udaljen od dna cilindra 400 mm. U cilindru je idealni plin okolišne temperature 0 °C (Cm,p = 29,1 kJ/(kmol K)) i električna grijalica zanemarivog volumena. Okolišni je tlak 1 bar.

Na savitljivom, nerastezljivom i laganom užetu čiji je gornji kraj učvršćen, obješen je uteg mase 500 kg, tako da je razmak između njega i stapa u početnom položaju 20 cm.

Izračunajte koliko topline treba dovesti plinu u cilindru, da bi se stap podigao na visinu 700 mm od dna cilindra i promjenu potencijalne energije utega od prvog njegova dodira sa stapom do konačnog položaja!

Proces s plinom skicirati u p,V- i T,s-dijagramu! 2. ZADATAK

Struja kisika stanja 5 bar i 80 °C, protočne količine s/m 120 3n prigušuje se prije ulaska u

mješalište na 3,8 bar i miješa sa strujom zraka normalnog sastava i stanja 4,2 bar i 40 °C. Tlak mješavine na izlazu iz mješališta je 3 bar, a temperatura 35 °C. Stanje okoliša je normalno.

Kolika je protočna količina zraka (druge struje), ako je maseni udio kisika u mješavini 70%? Koliki je izmijenjeni toplinski tok i gubitak snage u cijelom procesu? 3. ZADATAK Parni kotao proizvodi pregrijanu vodenu paru stanja 30 bar i 350 °C. Jedna dio te pare vodi se u turbinu, u kojoj izentropski ekspandira do kondenzatorskog tlaka 0,08 bar, potpuno kondenzira, a kondenzat se pumpom vraća u kotao. Drugi dio pare odmah se po izlasku iz kotla prigušuje na 25 bar i odvodi u grijalicu u kojoj potpuno kondenzira i taj kondenzat se drugom pumpom također vraća u kotao.

a) Koliko (kg/h) pare treba proizvesti kotao, ako je tražena snaga turbine 2500 kW, a potreban toplinski tok u grijalici je 12⋅106 kJ/h? Koliko rashladne vode treba za hlađenje kondenzatora, ako se ona smije zagrijati za 8 °C? Koliko se toplinskog toka dovodi u kotlu?

b) Ako toplinski tok oslobođen u grijalici služi za isparivanje druge struje vode, početne temperature 15 °C, pri tlaku 5 bar do suhozasićenog stanja, koliko se vode može ispariti?

Skica procesa u T,s- i h,s-dijagramu!

mut

p1, T1 0,7

z 1 =

0,4

20 c

~PT

4 3

ΦG6

Φkond

qm ,T

∆p