Σύστημα. Ανοικτά Συστήματα. Γενικό Ροϊκό Πεδίο. Περιβάλλον. Θερμότητα. Ροή Μάζας. Ροή Μάζας. Έργο

Σχετικά έγγραφα
Σύστημα. Ανοικτά Συστήματα. Περιβάλλον. Γενικό Ροϊκό Πεδίο. Όγκος Ελέγχου, Επιφάνεια Ελέγχου. Θερμότητα. Ροή Μάζας. Ροή Μάζας.

Σύστημα. Ανοικτά Συστήματα. Γενικό Ροϊκό Πεδίο. Περιβάλλον. Θερμότητα. Ροή Μάζας. Ροή Μάζας. Έργο

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. 1ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Σύστημα. Αλληλεπίδραση Συστήματος-Περιβάλλοντος ΕΡΓΟ. f(p k, k =1...N)=0

P. kpa T, C v, m 3 /kg u, kj/kg Περιγραφή κατάστασης και ποιότητα (αν εφαρμόζεται) , ,0 101,

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

Δύναμη F F=m*a kgm/s 2. N = W / t 1 J / s = 1 Watt ( W ) 1 HP ~ 76 kp*m / s ~ 746 W. 1 PS ~ 75 kp*m / s ~ 736 W. 1 τεχνική ατμόσφαιρα 1 at

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

2 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

1ος Θερμοδυναμικός Νόμος

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΕΞΕΡΓΕΙΑ ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΞΕΡΓΕΙΑ. ΕΞΕΡΓΕΙΑ Μέγιστο ωφέλιμο έργο ΕΞΕΡΓΕΙΑ. Έργο=f(αρχική κατάσταση, διαδρομή, τελική κατάσταση)

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ (Μεταβατικές) ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΡΓΟ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. α. Χρησιμοποιώντας τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο έχουμε : J J J

Εντροπία (1/3) Ανισότητα Clausius. ds T. = αντιστρεπτές < αναντίστρεπτες

Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θερμοδυναμική

Κύκλοι παραγωγής ισχύος με ατμό Συνδυασμένοι (σύνθετοι κύκλοι)

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

ΕΝΤΡΟΠΙΑ. 1ος Νόμος -Ενέργεια -Αρχή διατήρησης της Ενέργειας

Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας. 6ο Εξάμηνο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. 1η Σειρά Ασκήσεων.

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Θερμοχωρητικότητα Χημικό δυναμικό και ισορροπία. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Περι-Φυσικής. Θέµα Α. Θετικής & Τεχν. Κατεύθυνσης - Επαναληπτικό ΙΙ. Ονοµατεπώνυµο: Βαθµολογία % (α) η ϑερµοκρασία του παραµένει σταθερή.

(1) ταχύτητα, v δεδομένη την πιο πάνω κατανομή θερμοκρασίας; 6. Γιατί είναι σωστή η προσέγγιση του ερωτήματος [2]; Ποια είναι η

Β Νόμος-Εντροπία. Περιεχόμενα. Εντροπία

EΡΓΟ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας 6ο Εξάμηνο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Ροή Ε. 1η Σειρά Ασκήσεων

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΘ/ΤΜΜΒ/ΕΘΘΜ/ΜΜ910/ Γραπτή εξέταση 10 Μαρτίου 2007, 09:00-11:00

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 4: Εξαναγκασμένη Θερμική Συναγωγιμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ Η ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΤΕΛΕΙΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ II Χειμερινό Εξάμηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ-ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

Αστροφυσική. Ενότητα # 1 (Εισαγωγική): Εισαγωγή στη Ρευστομηχανική. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

V (β) Αν κατά τη μεταβολή ΓΑ μεταφέρεται θερμότητα 22J από το αέριο στο περιβάλλον, να βρεθεί το έργο W ΓA.

Μηχανική Ρευστών Ι. Ενότητα 9: Μακροσκοπικά Ισοζύγια Ενέργειας σε Συστήματα Ροής Νίκος Πελεκάσης. Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ II Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2.1 ΒΑΣΙΚΟΙ ΝΟΜΟΙ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΔΙΑΛΕΞΗΣ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΩΝ

Εξοικονόμηση Ενέργειας

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ρ. Μ. Βαλαβανίδης, Επικ. Καθηγητής ΤΕΙ Αθήνας 10/6/2010 1

Physics by Chris Simopoulos

Χειμερινό εξάμηνο

(διαγώνισµα Θερµοδυναµική Ι)

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

5. ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΜΕ ΟΓΚΟΥΣ ΕΛΕΓΧΟΥ

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή

Οδηγίες προς υποψηφίους ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!

Θερμοδυναμική. Ενότητα 6: Εντροπία. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΓΡΑΠΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Προσδιορισµός ισοζυγίων µάζας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Θερμοδυναμική. Μη Αντιστρεπτότητα και ο 2ος Θ.ν. Διδάσκων : Καθηγητής Γ.

1o ΘΕΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Στην βιομηχανία τροφίμων προκύπτουν ερωτήματα για:

Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

3. Ν αποδειχθεί ότι σε ιδανικό αέριο : α=1/t και κ Τ =1/Ρ όπου α ο συντελεστής διαστολής και κ T ο ισόθερµος συντελεστής συµπιεστότητας.

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θερμοδυναμική

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 4: Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

Η ψύξη ενός αερίου ρεύματος είναι δυνατή με αδιαβατική εκτόνωση του. Μπορεί να συμβεί:

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Υδραυλικές Μηχανές και Ενέργεια

2 Μετάδοση θερμότητας με εξαναγκασμένη μεταφορά

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 27 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ 1 η. r 1. Σε κύκλο ισόογκης καύσης (OTTO) να αποδειχθούν ότι: Οθεωρητικόςβαθμόςαπόδοσηςείναι:. Η μέση θεωρητική πίεση κύκλου είναι:. th 1.

ÊÏÑÕÖÇ ÊÁÂÁËÁ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ. U 1 = + 0,4 J. Τα φορτία µετατοπίζονται έτσι ώστε η ηλεκτρική δυναµική ενέργεια

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. συντελεστής απόδοσης δίνεται από τη σχέση e = 1

Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Επαναληπτικό Χριστουγέννων Β Λυκείου

Θερμοδυναμική. Ενότητα 3: Ασκήσεις στη Θερμοδυναμική. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

Φάσεις μιας καθαρής ουσίας

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ

Ημερομηνία: Παρασκευή 05 Ιανουαρίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Διάρκεια εξέτασης: 7.200sec (& κάθε ένα μετράει ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:

ΝΟΜΟΙ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Transcript:

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι ΠΡΩΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΣΕ ΑΝΟΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Όγκος και επιφάνεια ελέγχου Διατήρηση μάζας και ενέργειας Μόνιμες-Μεταβατικές διεργασίες Ισοζύγιο μάζας Έργο Ροής-Ισοζύγιο ενέργειας Διατάξεις μόνιμης ροής-ισοζύγια Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 1 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια Ανοικτά Συστήματα Γενικό Ροϊκό Πεδίο Περιβάλλον Ροή Μάζας Έργο Σύστημα Θερμότητα Ροή Μάζας Ροή Ρευστού Ανοικτό Σύστημα ή Όγκος ελέγχου Επιφάνεια Ελέγχου Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 3 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 4 1

Όγκος Ελέγχου, Επιφάνεια Ελέγχου Όγκος Ελέγχου, Επιφάνεια Ελέγχου Όγκος ελέγχου με κινητές οριακές επιφάνειες Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 5 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 6 Νόμοι Διατήρησης Διατήρηση η της μάζας Διατήρηση της Ενέργειας Διατήρηση της Ορμής Καταστατική Κ ή Εξίσωση Διατήρηση η της μάζας Μόνιμη και μη Μόνιμη ροή μάζας σε έναν όγκο ελέγχου Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 7 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 8

Μη μόνιμη (μεταβατική) διαδικασία: dm C.V. / 0 m(t) Επιφάνεια ελέγχου Όγκος ελέγχου Μόνιμες, και μη Μόνιμες διαδικασίες Εισροή μάζας m 1 Επιφάνεια ελέγχου Όγκος ελέγχου m Εκροή μάζας Ροή μάζας στην επιφάνεια ελέγχου,, kg/s Μάζα συστήματος, m(t) Μη Μόνιμη διαδικασία : dm / 0 m m 1 Μόνιμη διαδικασία : dm / =0 m m 1 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 9 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 10 Γενικευμένη περίπτωση Η γενική αρχή ισοζυγίου μάζας του συστήματος: Μια εξίσωση ρυθμών 1 7 Όγκος ελέγχου 6 Ρυθμός μεταβολής μάζας συστήματος = Ρυθμός όλων των εισροών μάζας - Ρυθμός όλων των εκροών μάζας 3 4 5 Περιβάλλον dm /= m m m i, j, i1 j1 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 11 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 1 3

Εισροή-εκροή μάζας ΟΕ Ισοζύγιο μάζας ΟΕ m dm dv d dv dm ( V n) da ( V cos ) da ρ Vn da m dm ( Vn) da V n da CS CS CS V Vn V cos n Ροή μάζας δια της επιφάνειας ελέγχου dm ρ Vn da m Vn da m A V A m Επιφάνεια Ελέγχου Επιφάνεια =A Γενικό ισοζύγιο μάζας ΟΕ d dv CS ( V n) da 0 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 13 Διεύθυνση Ροής Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 14 Συστήματα μόνιμης ροής Συστήματα μόνιμης ροής Η μάζα και η ενέργεια του Ο.Ε. παραμένουν σταθερές Οι ιδιότητες του ρευστού, στον όγκο ελέγχου μπορεί να αλλάζουν με την θέση, αλλά όχι με τον χρόνο Οι ιδιότητες του ρευστού σε κάθε είσοδο ή έξοδο του Ο.Ε. παραμένουν σταθερές Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 15 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 16 4

m m m Γενικό ισοζύγιο μάζας i i, j, j Διατήρηση της Μάζας σε Συστήματα Μόνιμης Ροής (Παραδείγματα) Ισοζύγιο μάζας σε μόνιμη κατάσταση 0 m m m m Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 17 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 18 Ενέργεια μεταφερόμενη με την ροή Επιφάνεια ελέγχου Διατήρηση ενέργειας Ροή ενέργειας στην επιφάνεια ελέγχου me Ve System de(t)/ V euke peu zg me Ve 3 V παροχή όγκου (m / s ) V ταχύτητα m/ s) Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 19 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 0 5

Ροή ενέργειας στην επιφάνεια ελέγχου V V ταχύτητα m/ s) 3 παροχή όγκου (m / s) Ve V A e A kg m J J W Ve m skg sm m 3 Διατήρηση η Ενέργειας Εφαρμογή του πρώτου νόμου... Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 1 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια Στοιχεία του ενεργειακού ισοζύγιου Πρώτος νόμος, ή ενεργειακό ισοζύγιο Περιβάλλον Εισροή Ενέργειας Σύστημα E(t) Μετάδοση Θερμότητας Εκροή Ενέργειας Ve A VeA A Μεταφορά έργου Ρυθμός Μεταβολής E στον Ο.Ε. de/ Ρυθμός = Μεταφοράς Θερμότητας + - Εισροή Ενέργειας, λόγω εισροής ρευστού - Ρυθμός Μεταφοράς Έργου Εκροή Ενέργειας, λόγω εκροής ρευστού Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 3 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 4 6

Ρυθμός Μεταβολής E στον Ο.Ε. de/ = Ρυθμός Μεταφοράς Θερμότητας Q CS - W Ρυθμός Μεταφοράς Έργου 1i + Εισροή Ενέργειας, λόγω εισροής ρευστού i, m ukepe j, - Εκροή Ενέργειας, λόγω εκροής ρευστού m u ke pe j1 i, j, Έργο ροής... de cv Vi Ve QW miui gzimeue gze Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 5 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 6 Ανοικτά Συστήματα Έργο ροής Ανοιχτό Σύστημα σε χρόνο t και t + Δt Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 7 F xi x,i x i F V pa x,i i i x i m W Fx, i pi AV i i p mpv t W m p v m pv p i v i FW o o o i i i Q W p o v o Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 8 7

Ο όρος του έργου στα όρια Έργο που μεταφέρεται δια μέσω των ορίων του συστήματος από περιστρεφόμενο ή παλινδρομικό άξονα ή ηλεκτρικό έργο W s Σ W Έργο ροής (ή ενέργεια ροής) Επίδραση της πίεσης σε κινούμενα τοιχώματα W FW Εξίσωση της Ενέργειας W W W Q W W 1i i, S s FW FW m u ke pe j1 j, i, m ukepe j, Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 9 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 30 Q W m p v m p v i1 Εξίσωση της Ενέργειας m uke pe j1 s o o o i i i i, i, m j uke pe, j, Εξίσωση της Ενέργειας Q W s m u pvke pe i1 i, i, Ειδική Ενθαλπία, h m u pv ke pe j1 j, j, Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 31 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 3 8

Εξίσωση της Ενέργειας Q W s m hke pe 1i j1 Θ i, i, i, Θ j, m hke pe j, j, Q W Εξίσωση της Ενέργειας m s m i, i, j, j, 1i j1 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 33 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 34 Εξίσωση Ενέργειας για Ανοιχτό Σύστημα Μόνιμη Κατάσταση Q W m m j, j, i, i, j 1 1 i Στην ειδική περίπτωση μόνιμης ροής που έχουμε ένα ρεύμα εξόδου και ένα εισόδου (m = m =m) 1 V V Q W m h h1 g( z z1) Οι καταστάσεις εισόδου και εξόδου υποδηλώνονται με τους δείκτες 1, αντίστοιχα Εξίσωση Ενέργειας για Ανοιχτό Σύστημα Μόνιμη Κατάσταση Ανά μονάδα μάζας ρευστού που διασχίζει τον όγκο ελέγχου V V1 q ws h h1 g ( z z1 ) Εναλλακτικά επειδή Ε = E V V (h + + gz + q + w s) = (h + + gz + q + w s) ή V1 V h + + gz + q + w = h + + gz + q + w 1 1 s, s, Όπου οι όροι έργου και θερμότητας είναι θετικές ποσότητες Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 35 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 36 9

Εξίσωση της Ενέργειας Ενεργειακό Ισοζύγιο: de V V cv Q i e cv Wcv mi hi gzi me he gze i e Διατάξεις Μόνιμης Ροής (Αεριοστρόβιλος) Ολοκληρωτική μορφή: d V V edv Q W h gzvda V cv cv A n h gz VdA A n i e i e Μόνιμη ροή: Vi Ve 0 Qcv Wcv mi hi gzi me he gze i e Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 37 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 38 Διατάξεις Μόνιμης Ροής (Αεριοστρόβιλος) Διατάξεις Μόνιμης Ροής Στρόβιλος Συμπιεστής-Αντλία Ακροφύσιο Διαχύτης Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 39 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 40 10

Διατάξεις Μόνιμης Ροής Εναλλάκτες ΑΣΚΗΣΕΙΣ Άσκηση 1(Θέμα 003) Σε έναν αδιαβατικό αγωγό διατομής 70 cm (στην έξοδο) αέρας εισέρχεται σε πίεση 100 kpa και θερμοκρασία 0 ο C, και θερμαίνεται από μια αντίσταση ισχύος 1600 W στους 50 ο C. Αν αμεληθούν οι μεταβολές στην κινητική και δυναμική ενέργεια να υπολογιστούν η παροχή όγκου στην είσοδο και η ταχύτητα του στην έξοδο. Ο αέρας μπορεί να θεωρηθεί Ιδανικό αέριο με R=0.87 (kpa m 3 )/(kg K), και το μέσο C P (για την διαδικασία) δ ) C P =1.005 kj/kgk. Μίξης Στραγγαλιστικές Διατάξεις Κελύφους-Σωλήνα Άσκηση. Ατμός εισέρχεται σε ένα αδιαβατικό ακροφύσιο μόνιμης ροής με ταχύτητα 80 m/s σε πίεση P 1 =5ΜPa, θερμοκρασία T 1 = 500 ο C. Στην έξοδο του ακροφυσίου ο ατμός έχει πίεση P =ΜPa και θερμοκρασία T =400 ο C. Αν η διατομή στην είσοδο είναι 50cm να υπολογιστούν η παροχή η ταχύτητα και η επιφάνεια του ακροφυσίου στην έξοδο. Άσκηση 3. Σε έναν αδιαβατικό εναλλάκτη μίξης μόνιμης ροής από μία είσοδο εισέρχεται νερό θερμοκρασίας Τ 1 =45 ο C και πίεσης P 1 = 300 kpa με ρυθμό m 1 =3.x10 5 kg/h. Από την δεύτερη είσοδο εισέρχεται ατμός θερμοκρασίας Τ = 300 ο C και πίεσης P = 300 kpa με ρυθμό m. Αν στην έξοδο εξέρχεται κορεσμένο νερό πίεσης P 3 =300 kpa να υπολογιστεί η m καθώς και ο ρυθμός γένεσης εντροπίας Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 41 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 4 ΑΣΚΗΣΕΙΣ Άσκηση 4 Σε ένα εναλλάκτη μίξης εισέρχεται νερό με παροχή 3 kg/sec, αρχική θερμοκρασία Τ ν =5 ο C και πίεση P ν =300 kpa, και αναμειγνύεται με ατμό αρχικής θερμοκρασίας Τ α = 300 ο C και πίεσης P α =300 kpa. Οι συνθήκες στην έξοδο του εναλλάκτη είναι Τ εξ =65 ο C και πίεση P εξ =300 kpa. Αν οι απώλειες του εναλλάκτη προς το περιβάλλον θερμοκρασίας Τ =0 ο ο C είναι 100 kj/m, να υπολογιστούν η απαιτούμενη παροχή μάζας του ατμού, καθώς και η μεταβολή της εντροπίας του περιβάλλοντος Άσκηση 5(Θέμα 10/07) Σε έναν αδιαβατικό ατμοστρόβιλο ισχύος 5W,οατμός στην είσοδο έχει πίεση Pa,θερμοκρασία 400 ο C, ταχύτητα 50 m/s και υψόμετρο 10m, ενώ στην έξοδο έχει πίεση 5 kpa, ειδικό όγκο 5.584 m 3 /kg, ταχύτητα 180 m/s και υψόμετρο 6m. Να υπολογιστούν: 1. Οι μεταβολές της ειδικής κινητικής και της ειδικής δυναμικής ενέργειας,. η μεταβολή της ειδικής ενθαλπίας και του ειδικού έργου του ατμοστροβίλου, 4. η παροχή μάζας και η επιφάνεια εξόδου του ατμοστροβίλου 5. Να ελεγχθεί αν ο στρόβιλος λειτουργεί ιδανικά (ισεντροπικά) ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΛΥΣΗΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 1. Σχεδίαση- Προσδιορισμός του Συστήματος. Καταγραφή δεδομένων και ενεργειακών αλληλεπιδράσεων 3. Έλεγχος για ειδικές διεργασίες (πχ. ισοβαρής, αδιαβατική) 4. Καταγραφή παραδοχών (Ημιστατικότητα, Ιδ.Αέριο) 5. Εφαρμογή εξισώσεων διατήρησης 6. Σχεδίαση διεργασιών σε κατάλληλο διάγραμμα 7. Προσδιορισμός Ιδιοτήτων και αγνώστων ποσοτήτων Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 43 Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 44 11

Βασικές έννοιες και ορισμοί Όγκος και επιφάνεια ελέγχου Διατήρηση μάζας και ενέργειας Μόνιμες-Μεταβατικές διεργασίες Ισοζύγιο μάζας Έργο Ροής-Ισοζύγιο ενέργειας Διατάξεις μόνιμης ροής-ισοζύγια Κεφάλαιο4, Ενότητα 1, Διαφάνεια 45 1