1. zadata Vodena para vrši promjene stanja po desnoretnom Ranineovom cilusu. Kotao proizvodi vodenu paru tlaa 150 bar i temperature 560 o C. U ondenzatoru je tla 0,06 bar, a snaga turbine je 0 MW. otrebno je odrediti: a dovedeni toplinsi to u otlu, b termiči stupanj djelovanja, c maseni proto pare u t/h, d maseni proto u t/h vode potrebne za hlañenje ondenzatora, ao je dopušteno njeno zagrijavanje za 10 o C, e snagu pumpe u W, f srednju temperaturu dovoñenja i odvoñenja topline i termiči stupanj djelovanja evivalentnog Carnotovog procesa, g volumensi proto rashladne vode roz ondenzator roces sicirati u h,s i,s dijagramu. Rješenje 1. zadata: 0 MW p 1 150 bar ϑ 1 560 C, 1 8 K p 0,06 bar Nepoznato:?, η?, q m?, p? Očitano iz tablica u udžbeniu prof. Galovića - za p 1 150 bar, ϑ 1 560 C, h 1 475 J/g s 1 6,555 J/(g K v 1 0,01 m /g Vodena para stanja 1 je pregrijana vodena para. Specifična entropija pare u toči jednaa je specifičnoj entropiji pare u toči 1 (izentropsa espanzija u turbini. s s 1 6,555 J/(g K Iz poznate entropije pare izračunat ćemo sadržaj pare u toči, a zatim i specifičnu entalpiju stanja. ( s s x s s s s + x s s x 6,555 0,506 0,77 8, 8 0,506 h h + x r 151, 4 + 0, 77 415, 017,6 J g Snaga turbine jednaa je 100
Očitano iz.. -za p 0,06 bar, (ϑ 1 6,19 C s 0,506 J ( g K s 8,8 J ( g K h 151,4 J g r 415, J g v 0,0010064 m g h4 h 151,4 J g ( s4 s s 0,506 J g K v v 0, 0010064 m g qm ( h1 h qm h h q m 1 oplinsi to oji se dovodi u otlu 0 10 1,7 g s 49,4 t h 475 017,6 41 qm ( h1 h4 1,7 ( 475 151,4 45610 W 45,6 MW ermiči stupanj djelovanja 0 η 0,48 4,8% 45,6 Voda za hlañenje prima toplinsi to oji se odvodi u ondenzatoru Odvedeni toplinsi to jedna je ( ( qm h h 1,7 151,4 017,6 5609 W 5,6 MW Maseni proto vode de dobije iz toplinsog toa ojeg je voda primila w qmwcw ϑw qmw c ϑ w w Snaga pumpe 5,609 q mw 611,6 g s 0 t h 4,187 10 p qm v ( p p1 p 1,7 0,0010064( 0,06 150 10 07 W Srednja temperatura dovoñenja topline 45610 551,8 K 41 Τ m, dov qm ( s1 s4 qm ( s1 s4 1,7 ( 6,555 0,506 Srednja temperatura odvoñenja topline ( Τ m, od 0,06 bar 09,4 K Stupanj djelovanja evivalentnog Carnotovog procesa 09,4 η c 551,8 m,od 1 1 0,49 m,dov Volumensi proto rashladne vode roz ondenzator q q v v,w mw 611,6 0,0010064 0,616 m s 101
. zadata arno postrojenje, oje radi po Ranineovom cilusu, ima maseni proto pare 740 g/h. ara u otao ulazi sa 100 bar, a iz ondenzatora s tlaom 0,1 bar i temperaturom 45 o C. Za hlañenje ondenzatora oristi se 1,1 10 6 g/h rashladne vode, oja se u ondenzatoru zagrijava za 8,5 o C. otrebno je odrediti: a specifičnu entalpiju i entropiju pare na izlazu iz turbine, b specifičnu entalpiju pare na ulazu u turbinu, c termiči stupanj djelovanja procesa, d snagu turbine u W. roces priazati u h,s dijagramu, a arateristične toče procesa u p,ϑ dijagramu. Rješenje. zadata: q m 740 g/h6,594 g/s p 1 100 bar p 0,1 bar (ϑ 45,84 C ϑ 45 C q mw 1,1 10 6 g/h6,9 g/s ϑ w 8,5 C Nepoznato: h?, s?, h 1? η?,? Očitano iz.. -za p 0,1 bar, (ϑ 45,84 C s 0, 6489 J ( g K s 8,148 J ( g K h 191,71 J g r 9, J g oplinsi to oji se odvodi u ondenzatoru jedna je toplinsom tou ojeg je primila rashladna voda. q c ϑ 6,9 4,187 8,5 1951 W ond w mw w w Iz poznatog odvedenog toplinsog toa možemo izračunati specifičnu entalpiju pare na izlazu iz turbine ond ond qm ( h h h h q Sadržaj pare u toči h h h h + x r x r m 1951 h 188, 15, J g 6,594 15, 191,71 x 0,8 9, 10
ara stanja je pothlañena apljevina. Njena specifična entalpija je jednaa (prema dogovoru h h ( 45 C 188, J g h4 h 188, J g Specifična entropija u toči ( s s + x s s s 0,6489 + 0,8 ( 8,148 0,6489 6,795 J ( g K Za odreñivanje specifične entalpije u toči 1 poznata je specifična entropija s 1 s 6,795 J/(g K i tla p 1 100 bar. Iz tablica za pregrijanu paru (npr. u udžbeniu prof. Galovića se može očitati ϑ 1 565 C, h 1 56,8 J/g ermiči stupanj djelovanja procesa h η h h h 1 1 4 56,8 15, 0,41 41,% 56,8 188, Snaga turbine qm ( h1 h 6,594( 56,8 15, 910 W 10
. zadata U ljevoretnom cilusu oristi se g/min freona R-14a. Cilus se realizira izmeñu isparivače temperature 0 o C i ondenzatorsog tlaa 8,8698 bar. Kompresor usisava suhozasićenu paru i izentropsi je omprimira na ondenzatorsi tla. U ondenzatoru para potpuno ondenzira, naon čega se prigušuje na isparivači tla. ijeom izentropse ompresije specifična entalpija freona se promjeni za 9,6 J/g. otrebno je odrediti: snagu ompresora, rashladni učin, te fatore pretvorbe. roces sicirati u,s i h,s dijagramu. Rješenje. zadata: q m g/min0,05 g/s ϑ isp -0 C p on 8,8698 bar h h - h 1 9,6 J/g Očitano iz tablica u udžbeniu prof. Galovića -za ϑ isp ϑ 1-0 C, p 1 1,7 bar h 1 86,55 J/g h h 1 + h46,15 J/g -za p on p 8,8698 bar ϑ 5 C, h 49,01 J/g -za prigušivanje vrijedi h 4 h 49,01 J/g Snaga ompresora qm ( h1 h 0,05( 86,55 46,15 1,98 W Rashladni učin hlañ 41qm ( h1 h4 hlañ 410,05 ( 86,55 49,01 6,88 W oplinsi učin grij qm ( h h grij 0,05 ( 49,01 46,15 8,86 W Fator hlañenja hlañ 6,88 R,48 1,98 Fator grijanja grij 8,86 H 4,48 1,98 104
4. zadata Freon R-14a ulazu u ompresor ao pregrijana para s tlaom 0,14 Ma i temperaturom 10 o C s masenim protoom 0,05 g/s. Iz adijabatsog ompresora izlazi s tlaom 0,8 Ma i s temperaturom 50 o C. Na izlazu iz ondenzatora R 14a je pothlañen na 6 o C uz nepromijenjeni ondenzatorsi tla. S tim stanjem ulazi u prigušni ventil u ojem se adijabatsi prigušuje na isparivači tla 0,14 Ma. Specifična entalpija freona na ulazu u ompresor je 4,40 J/g, na ulazu i izlazu iz ondenzatora je 84,9 J/g odnosno 85,75 J/g. otrebno je odrediti: a snagu ompresora; b toplinse toove u ondenzatoru i isparivaču, te fator grijanja i fator hlañenja; c masimalni fator grijanja i masimalni fator hlañenja, ao temperature toplinsih spremnia odgovaraju relevantnim graničnim temperaturama tvari u procesu, te proces sicirati u h,s i,s dijagramu. Rješenje 4. zadata: p isp p 1 0,14 Ma1,4 bar ϑ 1-10 C, q m 0,05 g/s p 0,8 Ma8 bar ϑ 50 C, ϑ 6 C, h 1 4,4 J/g h 84,9 J/g h 85,75 J/g h 99 K g 1 6 K Nepoznato:? ond? isp?, R? H? Snaga ompresora qm ( h1 h 0,05( 4,4 84,9,05 W oplinsi to u ondenzatoru (odveden od freona ond qm ( h h ond 0,05( 85,75 84,9 9,9 W oplinsi to u isparivaču (doveden freonu isp 41qm ( h1 h4 isp 410,05 ( 4,4 85,75 7,88 W Fator hlañenja isp R 7,88,85,05 105
Fator grijanja H ond 9,9 4,85,05 Masimalni fator hlañenja 6 7, g R,max h g 99 6 Masimalni fator grijanja 99 8, h H,max h g 99 6 106
5. zadata Rashladni ureñaj oristi ljevoretni Carnotov proces izmeñu temperatura -5 o C i 0 o C, oje predstavljaju temperature radne tvari pri ojima se dovodi odnosno odvodi toplinsi to. Snaga dovedena za pogon tog procesa je 4 W, a specifična toplina oju na sebe preuzima radni medij u hladionici je 0 J/g. otrebno je odrediti: a fator hlañenja; b maseni proto radnog medija c ao bi se dotični ureñaj oristio ao dizalica topline, olii bi se toplinsi to dobivao za potrebe grijanja i olio bi iznosio fator grijanja. roces priazati u,s dijagramu. d 68 K od 0 K -4 W q hlañ q 41 0 J/g Nepoznato: H? q m? grij? R? Fator hlañenja i fator grijanja Carnotovog procesa se mogu izračunati prema sljedećim formulama 68 7,66 d R od d 0 68 0 8,66 od H od d 0 68 Specifična toplina oju na sebe preuzima radna tvar u hladionici je zadana, pa možemo izračunati razliu entropija s 1 -s 4 qhlañ qhlañ d ( s1 s4 s1 s4 d 0 s1 s4 0,11 J g K 68 Specifični utrošeni rad ( d od ( 1 4 ( w s s w 68 0 0,11,9 J g ( 107
Maseni proto radne tvari ćemo izračunati iz poznate utrošene snage i izračunatog specifičnog rada q m 4 1,0 g s w,9 Specifična toplina grijanja ( ( q s s s s grij od od 1 4 q grij 0 0,11,9 J g oplinsi to za potrebe grijanja q q grij m grij grij 1,01,9 4,6 W Fator grijanja preo izračunat preo toplinsog toa i snage H grij 4,6 8,65 4 108