Zpracování teorie 2010/11 2011/12



Podobné dokumenty
5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Termomechanika 5. přednáška

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7.

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

Elektroenergetika 1. Termodynamika

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

Termomechanika 5. přednáška Michal Hoznedl

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

TEPLO A TEPELNÉ STROJE

Jednotlivým bodům (n,2,a,e,k) z blokového schématu odpovídají body na T-s a h-s diagramu:

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry

Otázky Termomechanika (2014)

Termodynamika ideálních plynů

Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické

přednáška č. 6 Elektrárny B1M15ENY Tepelné oběhy: Stavové změny Typy oběhů Možnosti zvýšení účinnosti Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Termodynamické zákony

Termodynamika par. Rovnovážný diagram látky 1 pevná fáze, 2 kapalná fáze, 3 plynná fáze

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

1/5. 9. Kompresory a pneumatické motory. Příklad: 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 9.10, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14, 9.15, 9.16, 9.

Termomechanika 4. přednáška

IV. KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM, TEPELNÉ MOTORY

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Cvičení z termomechaniky Cvičení 7 Seminář z termomechaniky

Termodynamika pro +EE1 a PEE

Pístové spalovací motory-pevné části

3.5 Tepelné děje s ideálním plynem stálé hmotnosti, izotermický děj

Tep e e p l e né n é str st o r j o e e z po p h o l h ed e u d u zákl zá ad a n d í n h í o h o kur ku su r su fyzi f ky 3. 3 Poznámky k přednášce

9. Struktura a vlastnosti plynů

Elektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Termomechanika 3. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav HOLEČEK

=, V = T * konst. =, p = T * konst. Termodynamika ideálních plynů

Svaz chladící a klimatizační techniky ve spolupráci s firmou Schiessl, s.r.o. Pro certifikaci dle Nařízení 303/2008/EK Ing.

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJNICKÁ A STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA PROFESORA ŠVEJCARA, PLZEŇ, KLATOVSKÁ 109. Josef Gruber MECHANIKA VI

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

CHLADICÍ TECHNIKA A TEPELNÁ ČERPADLA

Energetika Osnova předmětu 1) Úvod

10. Práce plynu, tepelné motory

ANALÝZA TRANSKRITICKÉHO CHLADÍCÍHO OBĚHU S OXIDEM UHLIČITÝM SVOČ FST 2009

Z ûehovè a vznïtovè motory

Teplota a její měření

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

CHLADÍCÍ ZAŘÍZENÍ. Obr. č. VIII-1 Kompresorový chladící oběh

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 10.

12. Tepelné stroj 12.1 Přeměna tepelné energie na práci Izotermické rozpínání plynu Adiabatické rozpínání plynu kruhovým dějem

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

12. Termomechanika par, Clausius-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

Příklady k zápočtu molekulová fyzika a termodynamika

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.


Obsah: Princip fungování absorpčního stroje 2 Solární chlazení 4 Jednostupňový absorpční chladicí stroj BROAD v provozu OKK Koksovny (Koksovna

h nadmořská výška [m]

Ing. Jan Sedlář Matematický model chladicího zařízení s odtáváním výparníku ODBORNÁ KONFERENCE SCHKT 26. LEDNA 2016, HOTEL STEP, PRAHA

Domácí práce č.1. Jak dlouho vydrží palivo motocyklu Jawa 50 Pionýr, pojme-li jeho nádrž 3,5 litru paliva o hustote 750kg m 3 a

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ NETRADIČNÍ TEPELNÉ OBĚHY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 4. Postulát, že nedochází k výměně tepla má dopad na první větu termodynamickou

23_ 2 24_ 2 25_ 2 26_ 4 27_ 5 28_ 5 29_ 5 30_ 7 31_

6. Jaký je výkon vařiče, který ohřeje 1 l vody o 40 C během 5 minut? Měrná tepelná kapacita vody je W)

1/6. 2. Stavová rovnice, plynová konstanta, Avogadrův zákon, kilomol plynu

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Malé zdroje elektrické energie Úvod, Energie, Transformace energie

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Tepelná čerpadla. princip funkce topný faktor typy tepelných čerpadel hodnocení provozu tepelných čerpadel otopné soustavy

Cvičení z termomechaniky Cvičení 3.

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

Zákony ideálního plynu

13 otázek za 1 bod = 13 bodů Jméno a příjmení:

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ NETRADIČNÍ TEPELNÉ OBĚHY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ENS. Nízkoenergetické a pasivní stavby. Přednáška č. 11. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

Termodynamické zákony

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Termodynamika. Martin Keppert. Katedra materiálového inženýrství a chemie

POHONNÉ JEDNOTKY. Energie SPALOVACÍ MOTOR. Chemická ELEKTROMOTOR. Elektrická. Mechanická energie HYDROMOTOR. Tlaková. Ztráty

TOSHIBA ESTIA TEPELNÁ ČERPADLA VZDUCH-VODA

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR Ing. Petr Plšek Číslo: VY_32_INOVACE_ Anotace:

FYZIKA I cvičení, FMT 2. POHYB LÁTKY

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

TRIGENERACE V AREÁLU TECHNICKÁ 2 TRIGENERATION IN BUILDING COMPLEX TECHNICKÁ 2

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Teplárenské cykly ZVYŠOVÁNÍ ÚČINNOSTI. Pavel Žitek

VÍCE-VÝMĚNÍKOVÁ TEPELNÁ ČERPADLA

PROCESY V TECHNICE BUDOV 9

CVIČENÍ 1 - část 2: MOLLIÉRŮV DIAGRAM A ZMĚNY STAVU VLHKÉHO VZDUCHU

Jméno: _ podpis: ročník: č. studenta. Otázky typu A (0.25 bodů za otázku, správně je pouze jedna odpověď)

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, interaktivní tabule, fyzikální pomůcky

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJNICKÁ A STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA PROFESORA ŠVEJCARA, PLZEŇ, KLATOVSKÁ 109. Josef Gruber MECHANIKA VI TERMOMECHANIKA

Transkript:

Zpracování teorie 2010/11 2011/12 Cykly Děje Proudění (turbíny) počet v: roce 2010/11 a roce 2011/12 Chladící zařízení (nakreslete cyklus a nakreslete schéma)... zde 13 + 2 (15) Izochorický děj páry (nakreslit diagramy + odvodit vzorce)... zde 11 + 3 (14) Izotermický děj páry (nakreslit diagramy + odvodit vzorce)... zde 8 + 2 (10) Rankin Clausiův cyklus porovnávací pro parostrojní zařízení... zde 4 + 5 (9) Odvodit vztah pro entropii obecného děje (mohu si vybrat ze tří)... zde 8 + 0 (8) Carnotův cyklus v oblasti mokré páry... zde 4 + 2 (6) Carnotův cyklus... zde 2 + 3 (5) Izobarický děj v páře (nakreslit diagramy + odvodit vzorce)... zde 3 + 2 (5) Odvodit vztah pro entropii ideálního plynu... zde 2 + 3 (5) Pohybová a energická rovnice u dýzy... zde 1 + 4 (5) Plynová turbína s Humphreyovým cyklem (Pulzační)... zde 2 + 2 (4) Dieselův cyklus... zde 2 + 1 (3) Carnotův cyklus odvození účinnosti... zde 3 + 0 (3) Izotermický děj v ideálním plynu... zde 1 + 1 (2) Tepelné cykly kompresorů... zde 0 + 2 (2) Obrácený Carnotův cyklus tepelných čerpadel... zde 1 + 1 (2) Lindeho zkapalňování... zde 1 + 1 (2) Náporový proudový motor... zde 1 + 1 (2) Plynová turbína s Braytonovým cyklem... zde 1 + 0 (1) Přenos tepla konvekcí (rovnice, z čeho se počítá )... zde 1 + 0 (1) Obrácený Carnotův cyklus (chladící a tepelný faktor odvození)... zde 1 + 0 (1) Vyjádřit práci Carnotova cyklu pro ideální plyn... zde 1 + 0 (1) Nákres parního cyklus s předhřevem... zde 1 + 0 (1) T-s diagram ideálního plynu (nakreslit izokřivky, význam ploch)... zde 1 + 0 (1) Měření vlhkosti psychometrem... zde 1 + 0 (1) 1. Termodynamický zákon obě formy... zde 1 + 0 (1) Newtonův vztah pro přestup tepla... zde 1 + 0 (1)

Chladící zařízení (nakreslete cyklus a nakreslete schéma) Cyklus chladícího zařízení je obrácený, protože se u něj práce spotřebovává musíme ji dodávat. Skládá se ze 4 částí: Kompresor (nasává chladivo - stav syté páry (1), poté adiabaticky stlačuje na přehřátou páru (2)) K Kondenzátor / Srážník (přehřátou páru kondenzuje (sráží) na sytou kapalinu (3)) S Škrtící / Redukční ventil (sytou kapalinu izoentalpicky škrtí na stav mokré páry (4)) RV Výparník (mokrá pára se vypařuje tento stav je požadovaný efekt chlazení) V teplota okolního prostředí teplota ochlazované látky Z tepelných diagramů je nutno odečíst chladiva příslušné entalpie. Teplo se předává izobaricky, proto platí: Výparník: ; chladivost Kondenzátor: Práce pro kompresor: Termickou účinnost nahrazujeme chladicím faktorem: poměr získaného chladu ve výparníku / přivedené práci kompresoru Pro zjištění efektivity porovnáme chladicí faktor s chladicím faktorem Carnotova chladicího systému.

Izochorický děj páry (nakreslit diagramy + odvodit vzorce) Izochorický děj páry probíhá za konstantního objemu, neboli tedy: Děj většinou probíhá v tlakových nádobách, uzavřených soustavách, havarijních stavech. Měrná objemová práce: Měrná technická práce: [ ] Měrné teplo: Měrná vnitřní energie:

Izotermický děj páry (nakreslit diagramy + odvodit vzorce) Izotermický děj páry probíhá za konstantní teploty, neboli tedy: Izobarické vypařování je také izotermický děj páry. Měrná entropie měrné teplo: Měrné teplo: neboli Měrná vnitřní energie:

Rankin Clausiův cyklus porovnávací pro parostrojní zařízení Je teoretickým uzavřeným oběhem, kde jsou užívány změny pracovní látky (vody), která v průběhu mění své skupenství. G Generátor Kapalná pracovní látka v kotli přeměněna na sytou páru díky dodané energii. T Turbína Horká pára se zde rozpíná, koná práci a roztáčí turbínu. Mechanická práce je přes generátor převedena na elektrickou energii. Část práce na čerpadlo. C Kondenzátor Ze soustavy je odváděno teplo. Sytá pára mokrá pára sytá kapalina. Teplo je odváděno díky chladicí věži. Např. N Napájecí čerpadlo Napájecí sytá kapalina se tlakuje do kotle. K Kotel Tam opět probíhá izobaricko izotermická přeměna syté vody na sytou páru (vypařuje se) a pokračuje přes turbínu Dodané teplo: Odvedené teplo: Práce turbíny: Práce napáječky: Termická účinnost:

Odvodit vztah pro entropii obecného děje (mohu si vybrat ze tří) Entropii je úměrná teplu předávanému při konstantní teplotě. Entropie je míra neuspořádanosti, platí pro ni: Pro Termodynamické děje platí: Pro cykly platí: Odvození 1. vztahu: Odvození 2. vztahu: Odvození 3. vztahu:

Carnotův cyklus v oblasti mokré páry G Generátor T Turbína C Kondenzátor N Napáječka K Kotel Dodané měrné teplo: Odvedené měrné teplo: Termická učinnost:

Carnotův cyklus Přímý Carnotův cyklus: teplo dodávané teplo odevzdané izotermická expanze (pomalá) adiabatická expanze (rychlá) izotermická komprese (pomalá) adiabatická komprese (rychlá) Předávané teplo: Práce cyklu: Termická účinnost obecná: Termická účinnost Carnotova cyklu se dá také napsat jako: Zde je viditelné, že účinnost nezávisí na druhu pracovní látky, pouze na teplotách. Roste s rostoucí a klesá s klesající teplotou Obrácený Carnotův cyklus: Slouží k porovnávání obrácených cyklů chladicích zařízení a tepelných čerpadel. Má obrácený oběh. Chladicí faktor: Obecný Carnotův Topný faktor: Obecný Carnotův

Izobarický děj v páře (nakreslit diagramy + odvodit vzorce) Izobarický děj páry probíhá za konstantního tlaku, neboli tedy: Týká se to provozních stavů, výměníků tepla, vypařování. Měrná objemová práce [ ] Měrná technická práce Měrné teplo Měrná entalpie

Odvodit vztah pro entropii ideálního plynu Aplikace entropie z obecného na ideální plyn je zvláště jednoduchá, protože jeho vnitřní energie je pouze funkcí teploty a nezávisí na jeho objemu, tzn: pak Stále platí, že ds=dq/t, neboli: Konečná změna entropie je tedy po zintegrování obou stran: V případě ideální plynu tedy platí:

Pohybová a energetická rovnice u dýzy Pohybová rovnice: Energetická rovnice: V Termu je energetickou rovnicí 1.TDZ. Pro proudění je dobrá jeho 2. forma, tedy: Proudění považujeme za Adiabatickou expanzi, pro kterou platí:, tedy: Výsledná energetická rovnice: Spojením obou rovnic při dostaneme:

Plynová turbína s Humphreyovým cyklem (Pulzační) Bezkompresorový motor Humphreyův cyklus popisuje práci turbíny, kde přívod tepla probíhá za konstantního objemu za nárůstu tlaku a odvod tepla se uskutečňuje při konstantním tlaku. Toto lze použít pouze u tzv pulzačních turbín. Odvod tepla je realizován volným opuštěním turbíny do prostředí s konst. tlakem. (izobarický tlak vzduchu) Kompresní poměr: Stupeň zvýšení tlaku: Teplo dodané: Teplo odevzdané: Účinnost: Se stejným je termická účinnost vyšší, než u náporových motorů.

Dieselův cyklus Zdvihový objem: Kompresní objem: Kompresní poměr: Stupeň plnění: Adiabatická komprese Izobarická expanze s přívodem tepla Adiabatická expanze Izochorický děj s odvodem tepla Izobarický přívod tepla: Izochorický odvod tepla: Práce Dieselova motoru: Účinnost Dieselova motoru: Po dalších úpravách můžeme dostat termickou účinnost ve tvaru: Neboli její závislost: Termická účinnost Dieselova motoru tedy roste s: rostoucím kompresním poměrem s klesajícím stupněm plnění Dieselův motor pracuje s větším kompresním poměrem než Ottův motor, protože ke vznícení paliva je potřeba vysoká teplota stlačeného vzduchu.

Carnotův cyklus odvození účinnosti Účinnost systému je obecně dána vztahem Termická účinnost pro přímé cykly tepelné motory Termická účinnost se pohybuje v rozmezí Pro Carnotův cyklus platí účinnost Protože pro adiabaty platí: neboli: Proto: A zbyde nám Účinnost Carnatova cyklu závislá jen na teplotách:

Izotermický děj v ideálním plynu Děj, který je vykonáván za konstantní teploty. Neboli změna teploty mezi stavy 1-2: Toho lze docílit pomalým dějem, ničím rychlým. Platí stavové rovnice: Měrné teplo: Práce objemová: [ ] [ ] Práce technická: [ ] [ ]

Tepelné cykly kompresorů Kompresory slouží ke stlačování plynů a par, vzduchu a chladiv. Stlačený vzduch se nadále používá k pohonu pracovních strojů (sbíječka, vrtačka, vzduchové brzdy, ) Ideální 1-stupňové kompresory bez škodného prostoru 4 1 sání 2 3 vytlačování -> nejsou izobary Práce: Kompresory se škodným prostorem pístové kompresory Poměrná velikost škodného prostoru: Zdvihový objem: Nasávací objem: Objemová účinnost: Z důvodu vysokých teplot u komprese, kdy se může vznítit třeba i mazivo, volíme 2, nebo 3-stupňové kompresory, kde mezi 1. a 2. stupněm vsuneme chladič.

Obrácený Carnotův cyklus tepelných čerpadel

Lindeho zkapalňování

Náporový proudový motor