Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Σχετικά έγγραφα
Χειμερινό Εξάμηνο ΛΥΣΕΙΣ - 1 Η ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ II Χειµερινό Εξάµηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Σταθμοί Παραγωγής Ενέργειας

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ II Χειμερινό Εξάμηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

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

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 9 ΣΤΡΟΒΙΛΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ-ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θερμοδυναμική

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ

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

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

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

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΘΕΡΜΑΝΣΗ-ΨΥΞΗ-ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ι ΑΣΚΗΣΕΙΣ

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

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

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

η t = (h 2 - h 3 )/(h 2 - h 3 )

η t = (h 2 - h 3 )/(h 2 - h 3 )

(διαγώνισµα Θερµοδυναµική Ι)

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

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Energy resources: Technologies & Management

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

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Κεφάλαιο 9 Θερμικές στροβιλομηχανές

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

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Κύκλοι ή Κύκλα Ισχύος με Αέρα ΑΝΟΙΚΤΟΙ- ΚΛΕΙΣΤΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΚΥΚΛΟΥ RANKINE

Β Νόμος-Εντροπία. Περιεχόμενα. Εντροπία

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

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

Κύκλοι παραγωγής ισχύος με ατμό Συνδυασμένοι (σύνθετοι κύκλοι)

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

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΓΝΩΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι 4 ο Εξάμηνο

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

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. 4 ο Εξάμηνο ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ Α ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 6: Παράδειγμα Κύκλου με αναθέρμανση. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής


ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2.1 ΒΑΣΙΚΟΙ ΝΟΜΟΙ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΔΙΑΛΕΞΗΣ

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

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 5: Παράδειγμα 1. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Ειδικά Κεφάλαια Παραγωγής Ενέργειας

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΓΡΑΠΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

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

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

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

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

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 2 ΕΡΓΟ ΑΕΡΙΟΥ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 7 ΣΤΡΟΒΙΛΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

Θερμικές Εγκαταστάσεις (Παραγωγής Ισχύος)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θερμοδυναμική

ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Ψυκτικοί Κύκλοι Κύκλοι παραγωγής Ψύξης

Σταθμοί Παραγωγής Ενέργειας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΜΕ ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

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

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

Ι Α Γ Ω Ν Ι Σ Μ Α ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. Θέµα 1 ο. α. Το σύστηµα των ηλεκτρικών φορτίων έχει δυναµική ενέργεια

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

Να γράψετε στο τετράδιο σας την σωστή απάντηση στις παρακάτω ερωτήσεις.

Εργ.Αεροδυναμικής,ΕΜΠ. Καθ. Γ.Μπεργελές

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

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

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Θερμοδυναμική. Ενότητα 5: 2 ος Νόμος Θερμοδυναμικής. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

τοπικοί συντελεστές αντίστασης στο σηµείο εισόδου, στην καµπύλη και στο ακροφύσιο είναι αντίστοιχα Κ in =1,0, K c =0,7 και K j =0,5.

Α.Ε.Ι ΠΕΙΡΑΙΑ Τ.Τ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε

ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ ΑΤΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ. Ανεµιστήρες. Ανεµιστήρες κατάθλιψης. ίκτυο αέρα καύσης-καυσαερίων

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Θέματα (& Λύσεις) Εξετάσεων Φεβρουαρίου 2014:

Συλλογή Ασκήσεων Υδραυλικής Συνδυασμένες εφαρμογές Ισοζυγίων Μάζας & Ενέργειας

Αντλία Θερμότητας με Θερμική Συμπίεση και Παραγωγή Ενέργειας από Θερμότητα

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

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 6: Παράδειγμα Κύκλου με Απομάστευση. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Συλλογή Ασκήσεων Υδραυλικής Εφαρμογή Ισοζυγίου Υδραυλικής Ενέργειας α.μ.β.υ. (Εξισ. Bernoulli + τριβές)

ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΠΑΛΑΙΩΝ Α.Η.Σ. ΓΙΑ ΑΛΛΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ RANKINE. Αποτελείται από

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΥΣΗΣ. Μ. Φούντη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, ΕΜΠ 2004

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

Ωριαία Προγράμμα Ακαδημαϊκού Έτους

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΕΡΓ. ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ&ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ II Χειµερινό Εξάµηνο 2006-2007 1 Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Άσκηση 1 Τα χαρακτηριστικά λειτουρίας µίας θερµο-ηλεκτρικής µονάδας µε βάση τον κύκλο Rankine και αναθέρµανση είναι: α) Πίεση ατµού στην είσοδο του στροβίλου υψηλής πίεσης 2 Ma και θερµοκρασία 00 ο C Στρόβιλος β) Πίεση ατµού στην είσοδο του στροβίλου χαµηλής 3 Υψηλής Πίεσης πίεσης 500 ka και θερµοκρασία 00 ο C ) Πίεση στον εναλλάκτη (συµπυκνωτή) 20 ka Θερµαντήρας δ) Απόδοση στροβίλων η t 0.92 2 Αντλία 1 5 Στρόβιλος Χαµηλής Πίεσης 6 Συµπυκνωτής Να σχεδιασθούν/υπολοιστούν: 1.1 Τα στοιχεία της µονάδας και το -S διάραµµα 1.2 Η ποιότητα του ατµού στην έξοδο του στροβίλου ΧΠ 1.3 Η καθαρή ισχύς της θερµο-ηλεκτρικής µονάδας 1. Ο συντελεστής θερµικής απόδοσης του κύκλου Εάν η µονάδα λειτουρήσει χωρίς αναθέρµανση: 1.5 Η ποιότητα του ατµού στην έξοδο του στροβίλου ΧΠ 1.6 Η καθαρή ισχύς της θερµο-ηλεκτρικής µονάδας 1.7 Ο συντελεστής θερµικής απόδοσης του κύκλου Άσκηση 2 Ένας αεριοστρόβιλος ια παραωή ηλεκτρικής ενέρειας λειτουρεί µε κύκλο Brayton και αναθέρµανση. Ο συµπιεστής χαµηλής πίεσης δέχεται αέρα µε 100 ka και 300 Κ, ο οποίος οδηείται στον συµπιεστή υψηλής πίεσης µε σχέση συµπίεσης 3:1. Η πίεση των καυσαερίων στην είσοδο του στροβίλου υψηλής πίεσης είναι 1.5 Ma και η θερµοκρασία 1100Κ. Η θερµοκρασία εισόδου στον στρόβιλο χαµηλής πίεσης (µετά την αναθέρµανση) είναι 1100Κ. Ο στρόβιλος ΥΠ κινεί τον συµπιεστή ΥΠ και ο στρόβιλος ΧΠ τον συµπιεστή ΧΠ και την ηλεκτροεννήτρια. Για συντελεστές απόδοσης η t 0.95 και η c 0.88, σχεδιάστε/υπολοίστε: 2.1 Τα στοιχεία της µονάδας και το αντίστοιχο -S διάραµµα 2.2 Την καθαρή ισχύ της εκατάστασης του αεριοστροβίλου 2.3 Το ποσοστό του έρου των στροβίλων που απορροφάται από τους συµπιεστές Άσκηση 3 Ο συµπιεστής ενός στροβιλοκινητήρα τύπου Brayton δέχεται αέρα (100 ka, 27 o C) που εξέρχεται µε πίεση 1.6 Ma. Τα καυσαέρια από τον θάλαµο καύσης εισέρχονται µε 750 o C στον στρόβιλο που κινεί τον συµπιεστή και στη συνέχεια εκτονώνονται στο ακροφύσιο. Εάν ο κινητήρας δοκιµάζεται στο έδαφος (πίεση αέρα 100 ka), η ροή στο ακροφύσιο είναι ισεντροπική, και οι συντελεστές η t 0.9 και η c 0.8, να σχεδιασθούν/υπολοισθούν: 3.1 Τα στοιχεία της µονάδας και το αντίστοιχο -S διάραµµα 3.2 Η θερµοκρασία και ταχύτητα των καυσαερίων στην έξοδο του ακροφυσίου 3.3 Η ωστική δύναµη που αναπτύσσει ο στροβιλοκινητήρας Τρίτη 7/11/2006 Παράδοση Τρίτη 21-11-2006 Καθ. Ν. Βλάχος/Υπ. ρ. Σ. Κακαράντζας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΕΡΓ. ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ & ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ 1. Άσκηση 1 1.1. Τα στοιχεία της μονάδας και το αντίστοιχο -S διάραμμα A) Διαδρομή (3-)-Στρόβιλος υψηλής πίεσης (H) Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 2.0 Μa, 3 00 o C, n t 0.92 Από πίνακες: h 3 327.6 kj/kg, s 3 7.1217 kj/(kg K) Δεδομένα: Κατάσταση 0.5 Μa (Υπέρθερμος Ατμός, Γραμική παρεμβολή μεταξύ 200Κ & 250Κ) Τ 21.5Κ h s 2886.6 kj/kg, s s 7.1217 kj/(kg K) Διαδρομή (3-) ισεντροπικά, ΔS0, s s 3 Από πίνακες και ραμμική παρεμβολή: h s 2886.6 kj/kg W H n t (h 3 -h S ) 0.92 (327.6-2886.6) 332.26 kj/kg h h 3 -n t (h 3 -h S ) 2915.35 kj/kg s 7.180 kj/(kg K) (Από ραμμική παρεμβολή) B) Διαδρομή (-5)-Αναθέρμανση Δεδομένα: Κατάσταση 500ka Δεδομένα: Κατάσταση 5 5 00 Κpa, 5 00 o C, Τ sat < 5, υπέρθερμος ατμός. Από πίνακες και ραμμική παρεμβολή: h 5 3271.9 kj/kg, s 5 7.7983 kj/(kg K) Q (-5) h 5 -h 3271.9-2915.35 356.5 kj/kg C) Διαδρομή (5-6)-Στρόβιλος χαμηλής πίεσης (L) Δεδομένα: Κατάσταση 5 5 00 Κpa, 5 00 o C, h 5 3271.9 kj/kg, s 5 7.7938 kj/(kg K) Δεδομένα: Κατάσταση 6 6 20 Κpa h 6l 251. kj/kg, h 6v 2358.3 kj/kg, h 6g 2609.7 kj/kg s 6l 0.832 kj/(kg K), s 6v 7.0766 kj/(kg K), s 6g 7.9086 kj/(kg K) Διαδρομή (5-6) ισεντροπικά ΔS (5-6) 0, S 6s 7.7938 kj/(kg K)< s 6g και x 6v 0.98 Οπότε: h 6s h 6l +x 6v h 6v 2571. kj/kg W L n t (h 5 -h 6s ) 0.92 (3271.9-2571.)6.2 kj/kg h 6 h 5 -n t (h 5 -h 6s ) 2679.03 kj/kg D) Διαδρομή (6-1)-Συμπυκνωτής Δεδομένα: Κατάσταση 6 6 20 Κpa, h 6 2679.03 kj/kg ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 1

Δεδομένα: Κατάσταση 1 κορεσμένο υρό: 1 20 Κpa, h 1 251. kj/kg Q (6-1) h 6 -h 1 2679.03-251. 227.63 kj/kg E) Διαδρομή (1-2)-Αντλία Δεδομένα: Κατάσταση 1 κορεσμένο υρό: 1 20 Κpa, h 1 251. kj/kg, u 1 0.001017 m 3 /kg Δεδομένα: Κατάσταση 2 κορεσμένο υρό σε υψηλή πίεση: 2 2 Ma W ump u 1 ( 2-1 )2.01 kj/kg h 2 W ump + h 1 253.1 kj/kg F) Διαδρομή (2-3)-Θέρμανση Δεδομένα: Κατάσταση 2 2 2 Ma, h 2 253.1 kj/kg Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 2.0Μa, 3 00 o C Από πίνακες: h 3 327.6 kj/kg Q (2-3) h 3 -h 2 299.186 kj/kg Σύνοψη στοιχείων Κατάσταση Πίεση [Ma] Ενθαλπία h [kj/kg] Εντροπία [kj/(kg K)] 1 0.02 251.0 0.832 2 2.00 253.1 2.7 3 2.00 327.60 7.121 0.50 2915.35 7.180 5 0.50 3271.90 7.793 6 0.02 2679.03 1.2. Η ποιότητα του ατμού στην έξοδο του στροβίλου ΧΠ Ποιότητα Ατμού: x 6v 0.98 1.3. Η καθαρή ισχύς της θερμο-ηλεκτρικής μονάδας W net W H + W L - W ump 332.26 + 6.2-2.01 97.653 kj/kg 1.. Ο συντελεστής θερμικής απόδοσης του κύκλου Q in_tot Q (2-3) + Q (-5) 299.186 + 356.56 3350.732 kj/kg n th W net /Q in_tot 97.653/3350.732 0.291 Εάν η μονάδα λειτουρήσει χωρίς αναθέρμανση: 1.5. Η ποιότητα του ατμού στην έξοδο του στροβίλου ΧΠ Στρόβιλος χαμηλής πίεσης Διαδρομή (5-6) Δεδομένα:Κατάσταση5 5 00ka, h 5 2915.35 kj/kg, s 5 7.180 kj/(kg K) Δεδομένα: Κατάσταση 6 6 20 Κpa h 6l 251. kj/kg, h 6v 2358.3 kj/kg, h 6g 2609.7 kj/kg ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 2

s 6l 0.832 kj/(kg K), s 6v 7.0766 kj/(kg K), s 6g 7.9086 kj/(kg K) Διαδρομή (5-6) ισεντροπικά ΔS (5-6) 0 S 6s 7.180 kj/(kg K)< s 6g και x 6v 0.897 Οπότε: h 6s h 6l +x 6v h 6v 2366.892 kj/kg W L n t (h 5 -h 6s ) 0.92 (2915.35-2366.892) 50.586 kj/kg h 6 h 5 -n t (h 5 -h 6s ) 210.769 kj/kg Ποιότητα Ατμού: x 6v 0.897 1.6. Η καθαρή ισχύς της θερμό-ηλεκτρικής μονάδας W net W H + W L - W ump 332.26 + 50.586-2.01 83.818 kj/kg 1.7. Ο συντελεστής θερμικής απόδοσης του κύκλου Q in_tot Q (2-3) 299.186 kj/kg n th W net /Q in_tot 83.818 /299.186 0.279 ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 3

2. Άσκηση 2 2.1. Διάραμμα -S και τα αντίστοιχα στοιχεία της μονάδας Δεδομένα: C 1.0035 kj/(kg K) 1. (-1)/(1.-1)/1.0.286 n c 0.88 n t 0.95 /(-1)1./(1.-1)3.5 Διαδρομή (1-2) Συμπιεστής χαμηλής πίεσης (LC) Δεδομένα: Κατάσταση 1 1 100 ka, 1 300 K Δεδομένα: Κατάσταση 2 2 3 2 300 ka 1 1 Διαδρομή (1-2) ισεντροπικά 2 s 2 2 0.286 2s 1 2s 300 3 2s 10. K Τ 62 1 1 1 2 1 +(2s-1)/n c 300 + (10.62-300) / 0.88 25.70K W LC Cp ( 2-1 )1.0035 (25.7-300) 126.1 kj/kg Διαδρομή (2-3) Συμπιεστής υψηλής πίεσης (HC) Δεδομένα: Κατάσταση 2 2 300 ka, 2 25.70 K Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 1500 ka, Διαδρομή (2-3) ισεντροπικά 3 s 3 3 0.286 3s 2 3s 25.70 5 3s 67. K Τ 2 2 2 2 3 2 +( 3s - 2 )/n c 25.70 + (67.2-25.70) / 0.88 708.133 K W HC Cp ( 3-2 ) 1.0035 (708.133-26.1) 283.15 kj/kg Διαδρομή (3-) Θερμάνση Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 1500 ka, 3 708.133 K Δεδομένα: Κατάσταση 1500 ka, Τ 1100 Κ Q (-3) Cp ( - 3 )1.0035 (1100-708.133) 393.2 kj/kg Διαδρομή (-5) - Στρόβιλος υψηλής πίεσης (ΗΤ) Δεδομένα: Κατάσταση 1500 ka, Τ 1100 Κ Διαδρομή (-5) ισεντροπικά 3 1600 Κpa, 1200 K Ο στρόβιλος υψηλής πίεσης το κινεί το συμπιεστή υψηλής πίεσης, W H W HC Με την παραδοχή ότι Cp AIR Cp Καυσαερίων Cp, τότε είναι: ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007

W H W CH 283.15 kj/kg W H Cp ( - 5 ) 5 - W H /Cp 5 1100-283.15/1.0035 5 817.57 K 5s -( - 5 )/n t 1100 - (1100-817.57)/0.95 802.70 K 5s 5 5s 1 5 5 Διαδρομή (5-6) Αναθέρμανση 97.93ka Δεδομένα: Κατάσταση 5 5 97.93 ka, Τ 5 817.57 Κ Δεδομένα: Κατάσταση 6 6 97.93 ka, Τ 6 1100 Κ Q (6-5) Cp ( 6-5 )1.0035 (1100-817.57) 283.1 kj/kg Διαδρομή (6-7) - Στρόβιλος χαμηλής πίεσης (LΤ) Δεδομένα: Κατάσταση 6 6 97.93 ka, Τ 6 1100 Κ Δεδομένα: Κατάσταση 7 7 1 100 ka 1 6 6 Τ7 s 7s 7s 7 6 2 695.3 K 7 7 6 -n t ( 6-7s )1100 0.95 (1100 695.3) 715.58 K W L Cp ( 6-7 )1.0035 (1100 715.58) 385.76 kj/kg Πίνακας σύνοψης στοιχείων Κατάσταση Πίεση [ka] Θερμοκρασία [K] 1 100.00 300.00 2 300.00 25.70 3 1500.00 708.13 1500.00 1100.00 5 97.93 817.57 6 97.93 1100.00 7 100.00 715.57 2.2. Την καθαρή ισχύ της εκατάστασης του αεριοστροβίλου W net W H + W L - W HC - W LC 283.15 + 385.76-283.15-126.1 259.62 kj/kg 2.3. Το ποσοστό του έρου των στροβίλων που απορροφάται από τους συμπιεστές n comp (W HC + W LC ) / (W H + W L ) 0.612 ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 5

3. Άσκηση 3 3.1. Διάραμμα -S και τα αντίστοιχα στοιχεία της μονάδας Δεδομένα: C 1.0035 kj/(kg K) 1. (-1)/(1.-1)/1.0.286 n c 0.8 n t 0.9 /(-1)1./(1.-1)3.5 Διαδρομή (1-2) Συμπιεστής Δεδομένα: Κατάσταση 1 1 100 ka, 1 300 K Δεδομένα: Κατάσταση 2 2 1600 ka Διαδρομή (1-2) ισεντροπικά 2 s 2 2 0.286 2s 1 2s 300 16 2s 662. K Τ 5 1 1 1 2 1 +(2s-1)/n c 300 + (662.5-300) / 0.8 753.07K W C Cp ( 2-1 ) 1.0035 (753.07-300) 5.65 kj/kg Διαδρομή (2-3) Θερμάνση Δεδομένα: Κατάσταση 2 2 1600 ka, 2 753.07 K Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 1600 ka, 3 1023.15 K Q (3-2) Cp ( 3-2 )1.0035 (1023.15-753.07) 271.025 kj/kg Διαδρομή (3-) - Στρόβιλος Δεδομένα: Κατάσταση 3 3 1600 ka, 3 1023.15 K Δεδομένα: Κατάσταση W W C Διαδρομή (-5) ισεντροπικά 3 1600 ka, 1200 K Ο στρόβιλος κινεί το συμπιεστή, W W C Με την παραδοχή ότι Cp AIR Cp Καυσαερίων Cp, τότε είναι: W W C 5.65 kj/kg W Cp ( 3 - ) 3 - W /Cp 1023.15-5.65/1.0035 570.08 K s 3 -( 3 - )/n t 1023.15 - (1023.15-570.08) / 0.95 519.7 K 3 3 3 3 s s Διαδρομή (-5) Ακροφύσιο 1 19.8 ka Δεδομένα: Κατάσταση 19.8 ka, 570.08 K Δεδομένα: Κατάσταση 5 5 100 ka Σε αυτό το σημείο ίνεται η παραδοχή ότι η πίεση και η θερμοκρασία στο σημείο είναι και τιμές ανακοπής και πίεση 5 αποτελεί την πίεση εξόδου. Από τον πίνακα Α-15 (Y.A. ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 6

Cengel & M.A. Boles, Τόμος Β, 3 η έκδοση) και λόο πιέσεων 5 / 0.67 και μέσω ραμμικής παρεμβολής ευρίσκεται ότι στην έξοδο ισχύει ότι Ma0.78<1, και συνεπώς η ροή δεν στρααλίζεται. Επίσης από ραμμική παρεμβολή ευρίσκεται ότι ο λόος θερμοκρασιών ια τον συκεκριμένο αριθμό Ma είναι Τ 5 /Τ 0,89. 5 0.89 5 0. 89 5 508.15 K Πίνακας σύνοψης στοιχείων Κατάσταση Πίεση [ka] Θερμοκρασία [K] 1 100.00 300.00 2 1600.00 753.07 3 1600.00 1023.15 19.8 570.08 5 100.00 508.15 3.2. Η θερμοκρασία και ταχύτητα των καυσαερίων στην έξοδο του ακροφυσίου Θερμοκρασία καυσαερίων στην έξοδο Τ 5 508.15 Κ 3.3. Η ωστική δύναμη που αναπτύσσει ο στροβιλοκινητήρας Θεωρώντας ότι τα καυσαέρια εισέρχονται στο ακροφύσιο με αμελητέα ταχύτητα V in 0. Η ταχύτητα των καυσαερίων στην έξοδο είναι: [R Air 0.287 kj/(kg K)] V V OU OU CΗXOY Ma VOU k RAir 5 Ma m 1. 0.287 1000 508.15 0.78 VOU 351.76 s Η ώση που προκύπτει από τα καυσαέρια θα είναι: F thrust V out -V in 351.76 0.0 351.76 Nt s/kg ΛΥΣΕΙΣ 1 ης ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΙΙ 2006-2007 7