Thermodynamik Memory

Transkript

1 M1 Langeheinecke/Jany/Thielecke Eine Gleichung finden im Sich schnell informieren im Einen Abschnitt kurz wiederholen im Das ist mit Kapiteln und Abschnitten aufgebaut wie das Lehrbuch Thermodynamik für Ingenieure. Das Inhaltsverzeichnis nennt die Seiten im Thermodynamik Memory und im Lehrbuch. Auch das Sachwortverzeichnis führt zur Seite im Thermodynamik Memory und im Lehrbuch Inhaltsverzeichnis Seite im Memory Seite im Lehrbuch 1 Einführung... M Aufgabe und Geschichte... M Zur Lehrveranstaltung... M Physikalische Größen und Größengleichungen... M Fragen und Übungen Die Systeme und ihre Beschreibung... M Systeme und Energien... M Gleichgewicht und Beharrungszustand... M Stoff und Menge... M Zustand, Zustandsgrößen und Zustandsdiagramme... M Druck, Temperatur, Energie... M Zustandsänderungen, Prozesse... M Fragen und Übungen Stoffeigenschaften... M Thermische Dehnung... M Verdampfen und Verflüssigen... M Kritischer Punkt... M Nassdampf... M Erstarren, Sublimieren, Tripelzustände... M Dämpfe und Gase... M Stoffgemische... M Fragen und Übungen

2 M2 Inhaltsverzeichnis 4 Energien... M Energiegrößen und Erster Hauptsatz... M Arbeit und Arbeitsleistung... M Wärme, Wärmestrom und Innere Energie... M Enthalpie und Enthalpiestrom... M Energieumwandlungen mit Kreisprozessen... M Strömungsprozesse... M Fragen und Übungen Prozesse... M Aussagen über Prozesse, Zweiter Hauptsatz... M Entropie und Entropiestrom... M Zustandsdiagramme... M Energieumwandlung... M Exergie und Anergie... M Fragen und Übungen Zustandsgleichungen Idealer Gase... M Gasgleichung, Gaskonstanten, Normmolvolumen... M Kalorische Zustandsgleichungen... M Entropie und Entropiediagramme... M Wärmekapazitäten und Isentropenexponent... M Fragen und Übungen Zustandsänderungen Idealer Gase... M Allgemeine und spezielle Zustandsänderungen... M Isobare Zustandsänderung... M Isochore Zustandsänderung... M Isotherme Zustandsänderung... M Isentrope Zustandsänderung... M Polytrope Zustandsänderungen... M Fragen und Übungen Ideale Gas- und Gas-Dampf-Gemische... M Anteile und Teilgrößen von Gasgemischen, DALTON-Gesetz... M Gasgleichung, Gaskonstanten und Molmassen von Gasgemisch... M Kalorische Zustandsgrößen von Gasgemischen... M Gas-Dampf-Gemische, Feuchte Luft... M Zustandsgrößen und Zustandsdiagramme feuchter Luft... M Luftbehandlungsanlagen... M Mischen, Erwärmen und Kühlen feuchter Luft... M Einsprühen von Wasser in feuchte Luft... M Verdunstung und Taubildung... M Druckluft... M Übungen Energieumwandlung, thermische Maschinen... M Vergleichsprozesse... M Dampfkraftmaschinen... M Dampfkältemaschinen als Kühlmaschinen und Wärmepumpen... M

3 Inhaltsverzeichnis M3 9.4 Verbrennungsmotoren... M Gasturbinen... M Gaskältemaschinen... M Regenerative Kreisprozesse... M Brennstoffzellen... M Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke... M Fragen und Übungen Wärmeübertragung... M Wärmeleitung... M Stationäre Wärmeleitung... M Instationäre Wärmeleitung... M Numerische Lösungsmethoden... M Konvektiver Wärmeübergang... M Wärmeübergang bei erzwungener Konvektion... M Wärmeübergang bei freier Konvektion... M Wärmeübergang bei Phasenänderung... M Wärmestrahlung... M Wärmestrahlung zwischen festen Oberflächen... M Wärmedurchgang... M Wärmeaustausch im Gleichstrom und Gegenstrom... M Wärmedämmung... M Fragen und Übungen Verbrennung... M Der Verbrennungsprozess... M Brennstoffe, Brennluft und Grundreaktionen... M Sauerstoffbedarf, Luftbedarf, Verbrennungsgasanfall... M Brennwert und Heizwert... M Übungen Inhaltsverzeichnis

4 M4 1 Einführung

5 2 Die Systeme und ihre Beschreibung M5 2 Die Systeme und ihre Beschreibung Systemarten

6 M6

7 2 Die Systeme und ihre Beschreibung M7

8 M8 3 Stoffeigenschaften

9 3 Stoffeigenschaften M9

10 M10 4 Energien

11 4 Energien M11

12 M12

13 4 Energien M13

14 M14

15 5 Prozesse M15 5 Prozesse

16 M16

17 5 Prozesse M17

18 M18

19 6 Zustandsgleichungen Idealer Gase M19 6 Zustandsgleichungen Idealer Gase

20 M20

21 8 Ideale Gas- und Gas-Dampf-Gemische M21 7 Zustandsänderungen Idealer Gase 8 Ideale Gas- und Gas-Dampf-Gemische

22 M22

23 8 Ideale Gas- und Gas-Dampf-Gemische M23

24 M24 Bild M8-1 MOLLIER-h,x-Diagramm für feuchte Luft 1 2 Mischungsgrade mit Mischzustand MIA 1 3 Erwärmung 1 4 Kühlung τ Taupunkt G Kühlgrenze F Kühlflächentemperatur Bild M8-2 Luftbehandlungszentrale (Klimazentrale) ODA Außenluft RCA Umluft MIA Mischluft SUP Zuluft Der dem zu klimatisierenden Raum zugeführte Luftstrom m SUP, die Summe aller dem Raum zugeführten oder entzogenen Wärmeströme Q und Arbeitsleistungen P sowie die Summe aller dem Raum zugeführten oder entzogenen Wasserdampfströme Dm W bewirken, dass sich im Raum der Raumluftzustand IDA einstellt.

25 8 Ideale Gas- und Gas-Dampf-Gemische M Mischen, Erwärmen und Kühlen feuchter Luft Mischen von Luftströmen Zustandsgrößen und Mischungsverhältnis L1 1 + L2 2 MIA = m h m h h m MIA hmia Δhd xmia t MIA = cpl + cpwd xmia (8.68) (8.73) L1 1+ L2 2 MIA = m x m x x m MIA m L2 h1 hmia x1 xmia = = m L1 hmia h2 xmia x2 (8.71) (8.72)

26 M26 Bild M8-3a Regelung der Raumluftfeuchte mit einem Taupunktregler ODA max ODA IDA MIA TP Maximaler Außenluftzustand Niedrigere Außenluftzustände Raumluftzustand Mischluftzustand Taupunkt der Raumluft 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen

27 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M Dampfkraftmaschinen

28 M Dampfmaschinen als Kühlmaschinen und Wärmepumpen Unterkühlung Δt u = t c t u (9.20) Saugüberhitzung am Δt oh = t oh t o (9.21) Verdampferausgang Saugüberhitzung am Verdichtereintritt Δt V1 = t V1 t o (9.22) Kälteleistung Q 0 = m R (h oh h u ) (9.23) Verdichtungsleistung P V = m R (h V2 h V1 ) (9.24) Verflüssigerleistung Heizleistung Q c = Kälteleistungszahl Q ε K = 0 hoh h = PV hv2 h Heizleistungszahl Q WP h ε WP = = P h Q WP = m R (h u h V2 ) (9.25) V u V1 V2 hu V2 hv1 (9.26) (9.27) Absorpionskältemaschinen Wärmeverhältnis ζ ζ = Q 0 / ( Q G + P P ) (9.28)

29 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M29

30 M30

31 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M31 LINDE-Verfahren Flüssigkeitsanteil y = m L / m = (h 1 h 2 )/(h 1 h 0 ) (9.54) CLAUDE-Verfahren y = m L / m = (h 1 h 2 )/(h 1 h 0 ) + m E / m (h 3 h 7 )/( h 1 h 0 ) (9.55)

32 M32

33 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M33

34 M34

35 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M35

36 M36

37 9 Energieumwandlung, thermische Maschinen M37

38 M38

39 10 Wärmeübertragung M Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke, Bild M9-26 Temperaturlagen bei GuD-Kraftwerken a Gasturbinenprozess b Dampfturbinenprozess 10 Wärmeübertragung

40 M40

41 10 Wärmeübertragung M Konvektiver Wärmeübergang Wärme wird mit makroskopischen Stoffströmen in Fluiden transportiert. NEWTONsches Gesetz für den Wärmetransport zwischen einer festen Wand und einem angrenzenden Fluid

42 M42

43 10 Wärmeübertragung M43

44 M44 11 Verbrennung

45 11 Verbrennung M45

46 M46

47 11 Verbrennung M47

48 M48

49 11 Verbrennung M49

50 M50

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