Главная » Просмотр файлов » Tarik Al-Shemmeri. Engineering Thermodynamics

Tarik Al-Shemmeri. Engineering Thermodynamics (776123), страница 8

Файл №776123 Tarik Al-Shemmeri. Engineering Thermodynamics (Tarik Al-Shemmeri. Engineering Thermodynamics) 8 страницаTarik Al-Shemmeri. Engineering Thermodynamics (776123) страница 82017-06-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

The condenser is cooled bywater which enters at a temperature of 5 C and leaves at a temperature of 25 C. Calculate themass flow rate of cooling water required if all changes in kinetic and potential energy may beneglected. Assume Cp = 4.2 kJ/kgK, and the enthalpy at 100 kPa & 30oC = 125 kJ/kg.ptsvfvghfhgsfsg(kPa)(oC)(m3/kg)(m3/kg)(kJ/kg)(kJ/kg)(kJ/kg.K)(kJ/kg.K)Download free ebooks at bookboon.com783. Laws of ThermodynamicsEngineering Thermodynamics10099.630.001041.694417.462,6761.30267.3594Solution:At 100 kPah1 = 340.49 + 0.8x ( 2676 − 417.46) = 2224.3 kJ / kgat 100 kPa & 30 oCh 2 = 125 kJ/kgPlease click the advertdongenergy.com/jobdDear highly educated engineeringand finance students,if you are driven, ambitious, open-mindedand focused - we have a challenge for you.Actually, the greatest challenge in theworld.

Curious? Visit dongenergy.com/jobBest wishesDONG EnergyDownload free ebooks at bookboon.com793. Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsEnergy Balancem s (h1 − h2 ) = m w C pw (t w 2 − t w1 )3(2224.3 − 125) = mw x 4.2(25 − 5)∴ mw = 75 kg / sNote that this represents a ratio of nearly 25 kg of water to every kg of steamWorked Example 3.18A reciprocating compressor delivers 0.1 kg/s of air at a pressure of 12 bar. The air enters thecompressor at a pressure of 1 bar and a temperature of 15  C. Calculate the delivery temperature ofthe air, the work transfer rate and the heat transfer rate in the compression process for:reversible polytropic compression, PV 1.2 = constant;reversible adiabatic compression;reversible isothermal compression.i.ii.iii.Air - R = 0.287 kJ/kgK, C p = 1.005 kJ/kg K 2 C v = 0.718 kJ/kgK and n = 1.4.Solution:i.P T2 = T1  2  P1 W =n −ln0.2 12  1.2= (288)  = 435.7 K1mR(T1 − T2 ) 0.1x 287(288 − 435.7 )== −21.2kWn −10.2∆U = mC v (T2 − T1 ) = 0.1x0.718(435.7 − 288) = 10.6kWQ − W = ∆U ∴ Q = ∆U + W = 10.6 − 21.2 = −10.6kW0.4ii. 12  1.4T2 = 288  = 585.8 K1Download free ebooks at bookboon.com803.

Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsW =0.1x0.287(288 − 585.8)= −21.36kW0.4∆U = 0.1x0.718(585.8 − 288) = 21.36kW∴ Q = ∆U + W = 21.36 − 21.36 = 0iii.W = mRT1 lnP11= 0.1x0.287 x 288 ln = −20.5kWP212∆U = mC v ∆T = 0∴ Q = W = −20.5kWie lossWorked Example 3.19A reciprocating internal combustion engine has a clearance volume of 0.0001m3 and a compressionratio (volume ratio) of 10. The pressure and temperature of the combustion gases when the pistonis at top dead centre are 4000 kN/m2 and 1800ºC respectively.Assuming that the expansion process follows PV1.3 = constant, calculate:a) the work transfer in this process, andb) the temperature of the gases at the end of the process.Solution:a) since V1 = 0.0001m3x1PV2= 10V1PV1.3 = c∴V2 = 0.001m 3VP2 = P1  1 V2x2nVDownload free ebooks at bookboon.com813.

Laws of ThermodynamicsEngineering Thermodynamics1= 4000  10 W =1.3= 200kN / m 2P1V1 − P2V2 4000 x10 3 x 0.0001 − 200 x10 3 x 0.001= 66.7 J=n −11.3 − 1Vb) T2 = T1  1 V2n −11= (1800 + 273)  10 0.3= 1039 KPlease click the advertdongenergy.com/jobMay we offer you oneof the world’s greatestchallenges?In all humility.We are looking for highlyeducated engineers andfinance students.Join us at dongenergy.com/jobDownload free ebooks at bookboon.com823. Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsWorked Example 3.20A reciprocating steam motor is supplied with dry saturated steam at a pressure of 1.6MPa ( specificvolume = 0.1238 m3/kg). The stroke of the motor is 0.8m and the bore is 0.3m.

The clearancevolume is negligible. The steam enters the cylinder, expands at constant pressure for ¼ of thestroke and then expands reversibly according to a law PV = constant, til the end of the stroke.Calculatea) the mass of the steam,b) the work transfer and the heat transfer in the process?Solution:Pa) V 2 =π4x0.3 2 x0.8 = 0.0565m 3 ;0VV1 = 2 = 0.0141m 34VP2 = P1  1 V2121 = 16 x = 0.4MPa4∴ m = V1 / v1 =V0.0141= 0.114kg0.1238b) The work Transfer isW = P1V11nV2= 1.6 x10 6 x0.01411n4 = 31.3kJV1This system can be considered as a Closed system for which the NFEE appliesQ − W = ∆Ubut∆U = 0Q = W = 31.3kJsince isothermal process, hencei.e.

gainDownload free ebooks at bookboon.com833. Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsWorked Example 3.21A piston and cylinder mechanism has its piston fixed so that the volume contained is 0.0025m3.The mechanism is filled with wet steam at a pressure of 2 bar. The steam is heated until it reachesthe critical point. The piston is released and the steam expands adiabatically to a pressure of 2 barand a volume of 0.5m3. Calculate:a) the mass of steam in the mechanism,b) the dryness fraction of the steam after expansion.ptsvfvghfhgsfsg(kPa)(oC)(m3/kg)(m3/kg)(kJ/kg)(kJ/kg)(kJ/kg.K)(kJ/kg.K)200120.230.001060.8857504.72,7071.53017.127122120374.150.003170.003172,0842,0844.434.43Solution:a)P1 = 2bar , V1 = 0.0025m 3P2 = 221bar , V2 = 0.0025m 3x2PPV1.25 = c1x-----------------------x 3v 2 = vc = 0.00317 m 3 / kgas it is in a critical stateVP3 = 2bar , V3 = 0.5m 3m=V20.0025== 0.788kgv 2 0.00317b) v 3 =V30.5== 0.634m 3 / kgm 0.788v = vf + X.(vg - vf)0.634 = 1.0605 x10 −3 + x 3 (0.8857 − 0.00106)∴ x 3 = 0.715Download free ebooks at bookboon.com843.

Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsWorked Example 3.22A mass of gas occupying 0.08m3 at 6kN/m2 and 80°C is expanded reversibly in a non-flow processaccording to a law PV1.2 = constant. The pressure at the end of expansion is 0.7kN/m2. The gas isthen heated at constant pressure to the original temperature. The specific heat capacities atconstant pressure and constant volume are 1.00 and 0.74 kJ/kg K respectively. Determine:a)b)c)d)the work transfer in the expansion process;the heat transfer in the expansion process;the volume at the end of the heating process;the change in internal energy during the heating process.Solutiona)PR = C p − C v = 1.00 − 0.74 = 0.26kJ / kgK∴m =P1V26 x10 3 x0.08== 5.23 x10 −3 kgRT1 260 x(80 + 273)x1PV1.2 = c2_______3VPlease click the advertdongenergy.com/jobAmbitiousand curious?We are looking for young andhighly educated engineersand finance students.Join us at dongenergy.com/jobDownload free ebooks at bookboon.com853.

Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsP V2 = V1  1  P2 1/ n 6 = 0.08 0.7 1 / 1.2= 0.479m333 P V − P2V2   6 x10 x0.08 − 0.7 x10 x0.479  = +0.723kJ=W = 1 11.2 − 1n − 1  P b) T2 = T1  2  P1 n −1n0.2 0.7  1.2= (80 + 273) = 246.7 K 6 ∆U = mC v (T2 − T1 ) = 5.23 x10 −3 x740(−26 x80) = −0.411kJ∆U = Q − W∴ Q = ∆U + W = −0.411 + 0.723 = +0.312kJc) V3 = V2T3T2∴V3 = 0.479 xi.e. heat gain353= 0.685m 3246.7d) ∆U 23 = mC v (T3 − T2 )= 5.23 x10 −3 x0.740(246.7 − 353) = −0.411kJWorked Example 3.23An ideal centrifugal air compressor takes in air at 1 bar, 15ºC and compresses it reversibly andadiabatically to a pressure of 4 bar.a) (Calculate the delivery temperature of the gas.b) (If kinetic energy and potential energy changes are negligible calculate the specific worktransfer in the compression process.Air may be assumed to be a perfect gas with specific heat capacity at constantpressure Cp = 1.005kJ/kg K and n = 1.4.Download free ebooks at bookboon.com863.

Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsSolution:P a) T2 = T1  2  P1 n −1n0.4 4  1.4= (15 + 273)  = 428 K1b) For the present system, the SFEE appliesV 2 2 − V 21+ g ( Z 2 − Z 1 )Q − W = m C p (T2 − T1 ) +2Q = 0 adiabatic∆PE = 0 neglected (assumed)∆KE = 0 neglected (assumed)hence:W = mC p (T1 − T2 )= 1 x 1.005 (288 - 428) = -140.7 kJ/kgWorked Example 3.24A reversible adiabatic air turbine drives a small generator which requires a power of 2kW. The airsupply for the turbine is provided by a reservoir and the pressure and temperature at turbine entrymay be considered constant at 9 bar, 20ºC respectively.

The velocity of the air at inlet to theturbine is small and may be neglected but at exit the velocity is 55m/s. The exit pressure is 1.2 bar.Calculate:a) the air temperature at exit from the turbine, andb) the mass flow rate of air stating any assumptions made.Air may be considered a perfect as for which the specific heat capacity at constant pressure Cp =1.005 kJ/kg K and n = 1.4.Download free ebooks at bookboon.com873. Laws of ThermodynamicsEngineering ThermodynamicsSolution:a) The situation is an open system for which the SFEE applies:V 2 2 − V 21+ g ( Z 2 − Z 1 )Q − W = m C p (T2 − T1 ) +2Q = 0 adiabaticg ( Z 2 − Z 1 ) = 0 (assumed)P T2 = T1  2  P1 n −1n0.4 1.2  1.4= 293  = 164.76 K 9 Please click the advertdongenergy.com/jobEverybodyis talking......about future energy supply.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
1,69 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
7045
Авторов
на СтудИзбе
259
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее