1. Zulassungsklausur in "Technischer Thermodynamik 2" am im Sommersemester Teil

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1 Zulassungsklausur in "Tecniscer Termodynamik " am 6998 im Sommersemester 98 Teil Es sind keine Hilfsmittel zugelassen Rictige Antworten sind mit dokumentenectem Stift anzukreuzen Falsc beantwortete Aufgaben ergeben Punktabzug Merere Antworten sind möglic Aufgabe : Im Zweipasengebiet für Wasserdampf lassen sic aus der Bezieung Z = Z (- x)+z x alle Zustandsgrößen die spezifiscen Zustandsgrößen die intensiven Zustandsgrößen berecnen Aufgabe : Bei der adiabaten Drosselung von gerade siedendem Wasser stellt man fest: die Entalpie die Temperatur die Entropie der Druck nimmt zu nimmt ab bleibt gleic nimmt zu nimmt ab bleibt gleic nimmt zu nimmt ab bleibt gleic nimmt zu nimmt ab bleibt gleic Aufgabe 3: Im,s-Diagramm für Wasserdampf wird die recte Grenzkurve als Siedelinie Taulinie bezeicnet Die Linien, die vom Naßdampfgebiet kommend an der recten Grenzkurve einen Knick aufweisen und im überitzten Gebiet eine waagerecte Tangente aben, sind Isentropen Isotermen Isobaren Isentalpen Aufgabe 4: Die Dampfdruckkurve eines Stoffes trennt die Gebiete der festen und flüssigen Pase trennt die Gebiete der flüssigen und gasförmigen Pase trennt die Gebiete der festen und gasförmigen Pase im p, T-Diagramm Aufgabe 5: Komprimiert man Naßdampf mit einem Dampfgealt x > 0,5 in einem Zylinder reversibel adiabat, so

2 bleibt der Dampfgealt wärend der Kompression gleic nimmt der Dampfgealt wärend der Kompression ab nimmt der Dampfgealt wärend der Kompression zu Aufgabe 6: Im,s-Diagramm für Wasserdampf liegt der kritisce Punkt links vom Sceitelpunkt der Grenzkurve im Sceitelpunkt rects vom Sceitelpunkt der Grenzkurve Im Gebiet des überitzten Dampfes (oberalb der Taulinie) verlaufen die Isobaren und die Isotermen parallel die Isobaren steiler als die Isotermen die Isotermen steiler als die Isobaren Aufgabe 7: Es soll der Zustand eines in einer Dampfleitung strömenden Dampfes festgestellt werden Dazu werden Messungen durcgefürt Kreuzen Sie nacfolgend an, welce Meßgrößen zur eindeutigen Carakterisierung zu ermitteln sind, Dampf- Druck oder Druck und gealt x Temperatur Temperatur wenn überitzter Dampf vorliegt wenn Sattdampf vorliegt wenn Naßdampf vorliegt Aufgabe 8: Der bezogene Dampfverbrauc eines Dampfkraftprozesses ist definiert als der Kerwert des Absolutbetrags der Summe aller zu- und abgefürten bezogenen Arbeiten der zugefürten bezogenen Arbeit des Absolutbetrags der abgefürten bezogenen Arbeit Zulassungsklausur in "Tecniscer Termodynamik " 6998 im Sommersemester 98- Teil Name: Facr: Matr-Nr:

3 Es sind keine Hilfsmittel zugelassen Bearbeitete Aufgaben werden als vollständig rictig bewertet, wenn neben dem korrekten Endergebnis auc der Recengang ersictlic ist Aufgabe In einem Lufteritzer (siee Skizze) wird feucte Luft (Wasserdampf+trockene Luft) vom Zustand ( ϑ = 5 C, ϕ = 0, 75 ) durc Zufur des Wärmestroms Q& = 8 kw isobar kg erwärmt Der Massenstrom der feucten Luft beträgt m& G = 60 Die m G Zustandsänderung - erfolgt beim konstanten Druck p G = bar Formeln: - Entalpie (bezogen auf die Masse trockener Luft: ( ) =, 004 ϑ + x, 86 ϑ Q - Wassergealt (Wassermasse/Masse trockener Luft): m = w m& = w ϕ p x, x = 0, 6 ml m& l pg ϕ p - Masse der feucten Luft: m& = m& + m& G w l m G mit in kj/(kg tr Luft), ϑ in o C, p G in mbar, p in mbar, x in kg/(kg tr Luft) Auszug aus der Sättigungstabelle ϑ [ C] p' [mbar] 8,79 x' [g/kg] 5,47 [kj/kg] 8,76,7 7,77 7,04 0,78 3,37 4,88 3,66 0,34 4,4 7,55 56, 37,05 9,5 4,35 57,88 76,95 00,6 30,3 Tabelle: Sättigungsdruck p', Sättigungsdampfgealt x' und Entalpie G/ l gesättigter feucter Luft in Abängigkeit von der Temperaturϑ beim Gesamtdruck p G = bar Zeicnen Sie die Zustandsänderung - im,x-diagramm für feucte Luft ein Skizzieren Sie zusätzlic den Verlauf der folgenden Linien: ϕ = const, ϕ = const,, = const,, = const, ϑ = const und ϑ = const ϑ = const

4 G/l ϕ = Bestimmen Sie den Wassergealt in den Zustandspunkten und Berecnung: x Ergebnis: x = kg/kg tr Luft x = kg/kg tr Luft 3 Bestimmen Sie den Massenstrom der trockenen Luft &m l Berecnung: Ergebnis: m& l = (kg tr Luft)/s 4 Berecnen Sie die Temperatur ϑ der feucten Luft am Austritt des Lufteritzers Berecnung: Ergebnis: ϑ = o C Aufgabe 3 Zeicnen Sie die folgenden Zustandsänderungen in das,s-diagramm für Wasserdampf ein: - isobare vollständige Verdampfung von gerade siedendem Wasser -3 isobare Überitzung von gerade gesättigtem Dampf 3-4 reversible adiabate Entspannung bis gerade gesättigter Dampf vorliegt 4-5 isoterme Wärmeabfur bis gerade siedendes Wasser vorliegt 5-6 adiabate Drosselung bis zum Dampfgealt x=0,5

5 p kp p 4 x= x=0 x=0,5 s