ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ 10 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ

Σχετικά έγγραφα
ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ-ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ

ΘΕΡΜΑΝΣΗ-ΨΥΞΗ-ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ι ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ ΣΑΗΣ ΣΤΟ ΚΑΠΕ 23/1/2015 ΑΝΑΝΙΑΣ ΤΟΜΠΟΥΛΙΔΗΣ

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

,3 385, q Q 0,447. ή kg kj 4,5 385,3 1733, 4 kw. Για την κατανάλωση καυσίμου θα ισχύουν τα ακόλουθα : 1733, 4

Σταθμοί Παραγωγής Ενέργειας

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


kw 60 bar 600 oc 20 bar 6 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h 680 $/tn kn/m2 25 oc 1400 oc

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

kw 50 bar 550 oc 15 bar 5 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h 600 $/tn kn/m2 25 oc 1200 oc

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

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

η t = (h 2 - h 3 )/(h 2 - h 3 )

η t = (h 2 - h 3 )/(h 2 - h 3 )

Κύκλοι ή Κύκλα Ισχύος με Αέρα ΑΝΟΙΚΤΟΙ- ΚΛΕΙΣΤΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

kw 50 bar 600 oc 15 bar 5 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h qf = kj/kg 600 $/tn 100 kn/m2 50 oc

ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ II Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Εξοικονόμηση Ενέργειας

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

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

(διαγώνισµα Θερµοδυναµική Ι)

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

Ψυκτικοί Κύκλοι Κύκλοι παραγωγής Ψύξης

Σίσκος Ιωάννης, Μηχανολόγος Μηχανικός

ΟΔΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ

Εργ.Αεροδυναμικής,ΕΜΠ. Καθ. Γ.Μπεργελές

ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ. 1. Δώστε τον ορισμό τον τύπο και το διάγραμμα σε άξονες P v της ισόθερμης μεταβολής. σελ. 10. και

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

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

Παραδοχή: ο αέρας είναι τέλειο αέριο µε ειδική σταθερά 287 J/kgK και συντελεστή αδιαβατικής µεταβολής 1.4

Το παραγόµενο έργο είναι µεγαλύτερο στη µεταβολή β. Η προσφερόµενη θερµότητα είναι µεγαλύτερη στη µεταβολή β

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ


ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. 4 ο Εξάμηνο ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ Α ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

Μάθημα Επιλογής 8 ου εξαμήνου

ΕΠΙΤΡΟΠΗ. (Κείμενο που παρουσιάζει ενδιαφέρον για τον ΕΟΧ) (2008/952/ΕΚ) (4) Επιπλέον, αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές θα πρέπει να

3ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Θερµοδυναµική/Ιδανικά Αέρια. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας. 4η Ενότητα: Αεριοστρόβιλοι - Μονάδες Συνδυασµένου Κύκλου

Energy resources: Technologies & Management

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Ανάλυση Διατάξεων Παραγωγής Ισχύος Από Θερμικές Στροβιλομηχανές Με Χρήση Ηλιακής Ενέργειας

ΟΔΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΚΔΟΣΗ 2.0

ΗΜΥ 445/681 Διάλεξη 2 Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι 4 ο Εξάμηνο

Σταθμοί Παραγωγής Ενέργειας

4ο Εργαστήριο: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Ο ΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ

Κύκλοι λειτουργίας. μηχανών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

1. ΡΥΘΜΙΣΗ ΜΕ ΣΤΡΑΓΓΑΛΙΣΜΟ ΤΟΥ ΑΤΜΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α. και d B οι πυκνότητα του αερίου στις καταστάσεις Α και Β αντίστοιχα, τότε

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ- ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Διαχείριση Ηλεκτρικής Ενέργειας

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας και Έλεγχος Συστήµατος. Ατµοηλεκτρικοί Σταθµοί 3η Ενότητα: Συνδυασµένη Παραγωγή Θερµότητας & Ηλεκτρικής Ενέργειας

Περιεχόμενα. 2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ. Περιορισμοί του 1ου νόμου. Γένεση - Καταστροφή ενέργειας

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 11. Ενδεικτικό Έντυπο Ενεργειακής Επιθεώρησης Εγκατάστασης Κλιματισμού

στην συμπίεση των diesel η πίεση και η θερμοκρασία είναι κατά πολύ μεγαλύτερες. η καύση των diesel γίνεται με αυτανάφλεξη και με σταθερή πίεση

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

3 Η ΣΕΙΡΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ - PC-LAB ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ: ΑΣΚΗΣΗ 1 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΝΑΔΑΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ

1. Τι είναι οι ΜΕΚ και πώς παράγουν το μηχανικό έργο ; 8

E. ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ. 2. Β2.26 Με ποιόν τρόπο αποβάλλεται θερµότητα κατά τη λειτουργία της µηχανής του αυτοκινήτου;

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ & ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΘΕΩΡΙΑ

Διαγώνισμα B Λυκείου Σάββατο 09 Μαρτίου 2019

14/12/ URL: LSBTP. Assoc. Prof. Dr.-Ing. Sotirios Karellas

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

Σταθμοί Παραγωγής Ενέργειας

Τμήμα: Γοχημάτων ΑΘ.ΚΕΡΜΕΛΙΔΗΣ ΠΕ 12.04

Κεφάλαιο. Ψύξη και συστήματα διανομής ψύξης Εισαγωγή Μερική πίεση ατμών υγρού

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Κύκλοι παραγωγής ισχύος με ατμό Συνδυασμένοι (σύνθετοι κύκλοι)

Τι επιτρέπει ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων, που χρησιμοποιείται και τι επιτυγχάνεται με αυτόν ; ( μονάδες 8 ΤΕΕ 2002 )

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 9 ΣΤΡΟΒΙΛΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

ε = = 9,5 =, γ=1,4, R = 287 J/KgK, Q = Cv ΔT = P2 Εξισώσεις αδιαβατικών μεταβολών: T [Απ: (β) 1571,9 Κ, Pa, (γ) 59,36%, (δ) ,6 Pa] ΛΥΣΗ

Κύκλος Diesel και Μηχανές Εσωτερικής Καύσης Εισαγωγικά: Γενικά:

ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ

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

Ο «TRANSCRITICAL» ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ CO2

Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών

Ήπιες και νέες μορφές ενέργειας

ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων

Μεταβολή Q, W, ΔU Παρατηρήσεις (3) ) Q = nrt ln V 1. W = Q = nrt ln U = 0 (5). Q = nc V T (8) W = 0 (9) U = nc V T (10)

Β ΨΥΚΤΙΚΩΝ ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΑΓΤΖΙΔΟΥ ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ ΚΟΥΡΟΥΣ ΣΠΥΡΙΔΩΝ

ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΚΥΚΛΟΥ RANKINE

ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Διεργασίες που μπορούν να εξελιχθούν προς μία μόνο κατεύθυνση.

1. Τί ονομάζουμε καύσιμο ή καύσιμη ύλη των ΜΕΚ; 122

Τεχνολογία Αεριοστροβίλων «Κύκλοι Αεριοστροβίλων Αεροπορικής Πρόωσης»

ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ. «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2009» ΠΡΑΞΗ Ι:«Συνεργατικά έργα μικρής και μεσαίας κλίμακας»

Εξοικονόμηση ενέργειας με εκμετάλλευση ομαλής γεωθερμίας στην πολυτεχνειούπολη ζωγράφου

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

Οι μηχανές εξωτερικής καύσεως διαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες : - μηχανές με χρήση ατμού - σε μηχανές με χρήση αερίου.

. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ 10 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ 2016-2017 ΑΣΚΗΣΕΙΣ: ΚΥΚΛΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΑΤΡΑΚΤΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1: Κύκλος με εναλλάκτη θερμότητας Να προσδιοριστεί το παραγόμενο ειδικό έργο και ο βαθμός απόδοσης του κύκλου με εναλλάκτη θερμότητας ο οποίος παριστάνεται γραφικά στο παρακάτω σχήμα και έχει τα χαρακτηριστικά που δίνονται στον παρακάτω πίνακα. Λόγος πίεσης συμπιεστή 4.0 1100K Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή η c 0.85 Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης στροβίλου η t 0.87 Μηχανικός βαθμός απόδοσης μετάδοσης η m 0.99 Αποδοτικότητα εναλλάκτη θερμότητας 0.80 Ατμοσφαιρικές συνθήκες p a, T a Θάλαμος καύσης Δp b 2% πίεσης εξόδου συμπιεστή Εναλλάκτης θερμότητας πλευρά αέρα Δp ha 3% πίεσης εξόδου συμπιεστή Εναλλάκτης θερμότητας πλευρά αερίου Δp hg 0.04 bar ΑΣΚΗΣΗ 2: Μονάδα με ελεύθερο στρόβιλο Να προσδιοριστεί το ειδικό παραγόμενο έργο και ο βαθμός απόδοσης του κύκλου για έναν απλό κύκλο αεριοστροβίλου με έναν ελεύθερο στρόβιλο ισχύος, όπως παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα, με τα χαρακτηριστικά που δίνονται στον παρακάτω πίνακα: Λόγος πίεσης συμπιεστή 12.0 1350K Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή η c 0.86 Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης στροβίλου η t 0.89 Μηχανικός βαθμός απόδοσης κάθε ατράκτου η m 0.99 Αποδοτικότητα εναλλάκτη θερμότητας 0.80 Ατμοσφαιρικές συνθήκες p α, T α Απώλειες πίεσης θαλάμου καύσης Δp b 6% πίεσης εξόδου συμπιεστή Απώλειες πίεσης στην εξαγωγή 0.03 bar

ΑΣΚΗΣΗ 3: Κύκλος με αναθέρμανση Να θεωρηθεί ο σχεδιασμός ενός κύκλου υψηλού λόγου πίεσης με μία άτρακτο με αναθέρμανση σε κάποιο σημείο της διεργασίας εκτόνωσης, που χρησιμοποιείται είτε σαν ανεξάρτητη μονάδα ή σαν μέρος ενός συνδυασμένου κύκλου. Η απαιτούμενη ισχύς είναι ίση με 240MW για ατμοσφαιρικές συνθήκες 288Κ και 1.01 bar. Η μονάδα παριστάνεται γραφικά στο παρακάτω σχήμα. (Δε χρησιμοποιείται εναλλάκτης θερμότητας γιατί θα οδηγούσε σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία εξαγωγής για να χρησιμοποιηθεί με έναν κύκλο ατμού υψηλού βαθμού απόδοσης). Τα χαρακτηριστικά στοιχεία του κύκλου περιγράφονται στον παρακάτω πίνακα. Λόγος πίεσης συμπιεστή 30 Πολυτροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή 0.89 Πολυτροπικός βαθμός απόδοσης στροβίλου 0.89 Θερμοκρασία εισόδου στροβίλων 1525Κ Δp/p 02 πρώτου καυστήρα 0.02 Δp/p 02 δεύτερου καυστήρα 0.04 Πίεση στην εξαγωγή 1.02 bar ΑΣΚΗΣΗ 4: Κύκλος με αναθέρμανση Σε έναν ιδεατό κύκλο αεριοστροβίλου με αναθέρμανση, αέρας σε κατάσταση p 1, T 1 συμπιέζεται σε πίεση r p 1 και στη συνέχεια ακολουθεί πρόσδοση θερμότητας και ο αέρας αποκτά θερμοκρασία Τ 3. Στη συνέχεια ακολουθεί εκτόνωση σε δύο βαθμίδες, όπου οι δύο στρόβιλοι έχουν τον ίδιο λόγο πίεσης και ανάμεσα στους δύο στροβίλους λαμβάνει χώρα αναθέρμανση σε θερμοκρασία Τ 3. Υποτίθεται ότι ο αέρας συμπεριφέρεται σαν τέλειο αέριο με σταθερές θερμοχωρητικότητες και ότι οι διεργασίες συμπίεσης και εκτόνωσης είναι ισεντροπικές. Να αποδειχτεί ότι το ωφέλιμο ειδικό έργο μεγιστοποιείται όταν ο λόγος συμπίεσης r δίνεται από τη σχέση: r 1 2 3 T 3 T 1 ΑΣΚΗΣΗ 5: Ισεντροπικός και πολυτροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή Ένας συμπιεστής έχει ισεντροπικό βαθμό απόδοσης ίσο με 0.85 σε ένα λόγο πίεσης ίσο με 4.0. Να υπολογιστεί ο αντίστοιχος πολυτροπικός βαθμός απόδοσης. Να παρασταθεί γραφικά η μεταβολή του ισεντροπικού βαθμού απόδοσης για την περιοχή λόγων πίεσης από 2.0 μέχρι 10.0.

ΑΣΚΗΣΗ 6: Μονάδα με ελεύθερο στρόβιλο Μία γεννήτρια για ηλεκτρικό φορτίο αιχμής πρόκειται να οδηγηθεί από έναν απλό αεριοστρόβιλο που περιλαμβάνει έναν ελεύθερο στρόβιλο ισχύος που παράγει ισχύ ατράκτου ίση με 20 MW. Ισχύουν τα ακόλουθα δεδομένα: Λόγος πίεσης συμπιεστή 11.0 1150K Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή η c 0.82 Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης στροβίλου 0.87 αεριοπαραγωγού η gt Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης ελεύθερου στροβίλου η pt 0.89 Ατμοσφαιρικές συνθήκες p α, T α Μηχανικός βαθμός απόδοσης κάθε ατράκτου η m 0.98 Απώλειες πίεσης θαλάμου καύσης Δp b 0.4 bar Βαθμός απόδοσης καύσης η b 0.99 Να υπολογιστεί η απαιτούμενη παροχή μάζας αέρα και η ειδική κατανάλωση καυσίμου. ΑΣΚΗΣΗ 7: Μονάδα βοηθητικού στροβίλου με απομάστευση συμπιεσμένου αέρα Ένας βοηθητικός αεριοστρόβιλος για χρήση σε ένα μεγάλο αεροσκάφος πολιτικής αεροπορίας χρησιμοποιεί μία διάταξη μονής ατράκτου όπου από την έξοδο του συμπιεστή αφαιρείται μία ποσότητα αέρα για ανάγκες συμπιεσμένου αέρα στο αεροσκάφος. Η μονάδα αεριοστροβίλου θα πρέπει να παρέχει 1.5 kg/s συμπιεσμένου αέρα για ανάγκες του αεροσκάφους και επίσης 200 kw ισχύ ατράκτου. Να υπολογιστούν: Α) Η συνολική παροχή μάζας αέρα που διέρχεται από τον συμπιεστή Β) Η ισχύς που θα ήταν διαθέσιμη στην άτρακτο αν δεν απομακρύνεται ο συμπιεσμένος αέρας από την έξοδο του συμπιεστή αλλά χρησιμοποιείται για την παραγωγή ισχύος. Δίνονται τα ακόλουθα στοιχεία: Λόγος πίεσης συμπιεστή 3.80 Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή 0.85 Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης στροβίλου 0.88 Θερμοκρασία εισόδου στο στρόβιλο 1050Κ Απώλειες πίεσης στο θάλαμο καύσης 0.12 bar Μηχανικός βαθμός απόδοσης (δρομέας συμπιεστή) 0.99 Μηχανικός βαθμός απόδοσης (οδηγούμενο φορτίο) 0.98 Συνθήκες περιβάλλοντος 1 bar, 288 K

ΑΣΚΗΣΗ 8: Αεριοστρόβιλος κλειστού κύκλου Ένας αεριοστρόβιλος κλειστού κύκλου πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με έναν αεριόψυκτο πυρηνικό αντιδραστήρα. Το εργαζόμενο μέσο είναι Ήλιο (c p =5.19kJ/kgK και γ=1.66). Η διάταξη της μονάδας αποτελείται από συμπίεση σε δύο στάδια με ενδιάμεση ψύξη, ακολουθεί ένας εναλλάκτης θερμότητας, και αφού το Ήλιο εξαχθεί από την ψυχρή πλευρά του εναλλάκτη, περνάει μέσα από τις σωληνώσεις του αντιδραστήρα τον οποίο και ψύχει και στη συνέχεια οδηγείται στο στρόβιλο. Μετά το στρόβιλο το Ήλιο διέρχεται από τη θερμή πλευρά του εναλλάκτη θερμότητας και στη συνέχεια μέσω ενός προψύκτη πριν την επιστροφή του στην είσοδο του συμπιεστή. Δίνονται τα ακόλουθα δεδομένα: Πολυτροπικοί βαθμοί απόδοσης συμπιεστή και 0.88 στροβίλου Θερμοκρασία στην είσοδο του συμπιεστή ΧΠ 310 Κ Πίεση στην είσοδο του συμπιεστή ΧΠ 14 bar Λόγοι συμπίεσης των συμπιεστών ΧΠ και ΥΠ 2.0 Θερμοκρασία στην είσοδο του συμπιεστή ΥΠ 300 Κ Παροχή μάζας Ηλίου 180 kg/s Θερμική ενέργεια αντιδραστήρα (παρεχόμενη στον 500 MW αεριοστρόβιλο) Απώλειες πίεσης στον ενδιάμεσο ψύκτη και στον 0.34 bar προψύκτη (στον καθένα) Απώλειες πίεσης στον εναλλάκτη θερμότητας (και 0.27 bar από τις δύο πλευρές) Απώλειες πίεσης στις σωληνώσεις του αντιδραστήρα 1.03 bar Θερμοκρασία Ηλίου στην είσοδο του αντιδραστήρα 700 K Να παρασταθεί σχηματικά η διάταξη του κλειστού κύκλου και να υπολογιστούν το ωφέλιμο έργο, ο θερμικός βαθμός απόδοσης και η αποτελεσματικότητα (effectiveness) του εναλλάκτη θερμότητας.