Energie- und Kältetechnik Klausur SS 2008

Ähnliche Dokumente
Energie- und Kältetechnik Klausur WS 2009/2010

Thermodynamik I Klausur 1

Energie- und Kältetechnik Klausur WS 2008/2009

Thermodynamik I Klausur SS 2010

Technische Thermodynamik II

Annahmen: Arbeitsmedium ist Luft, die spezifischen Wärmekapazitäten sind konstant

Eine (offene) Gasturbine arbeitet nach folgendem Vergleichsprozess:

Thermodynamik 1 Klausur 12. August 2013

Thermodynamik 1 Klausur 06. März 2015

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Thermodynamik II

Thermodynamik I Klausur WS 2010/2011

Thermodynamik 1 Klausur 06. August 2012

Prüfung: Thermodynamik II (Prof. Adam)

a) Wie nennt man den oben beschriebenen Vergleichsprozess in Bezug auf die Klassifizierung der Idealprozesse?

Thermodynamik 1 Klausur 01. März Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

Technische Universität Hamburg

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Thermodynamik II

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Technische Thermodynamik II

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Technische Thermodynamik I

Thermodynamik 1 Klausur 02. März Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

Kältetechnik Klausur SS 2001

Thermodynamik 1 Klausur 08. September 2016

Thermodynamik II Klausur SS 2006

Thermodynamik 1 Klausur 12. März Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Technische Thermodynamik II

Kraft- und Arbeitsmaschinen Klausur zur Diplom-Hauptprüfung, 15. August 2007

Energietechnik Klausur WS 2007/2008

Regeln. Lösung zum Fragenteil. Nur eine eindeutige Markierung wird bewertet, z. B.:

Klausurlösungen T. Thermodynamik II Sommersemester 2016 Fragenteil

6. Energieumwandlungen als reversible und nichtreversible Prozesse 6. 1 Reversibel-isotherme Arbeitsprozesse 1. Hauptsatz für geschlossene Systeme

Schriftliche Prüfung aus VO Kraftwerke am Name/Vorname: / Matr.-Nr./Knz.: / V1 = 2,7 Liter

Lösung zum Fragenteil. Frage 1 (4 Punkte) Der Wirkungsgrad ändert sich nicht, wegen. η th = 1 T 1 T 2. = 1 p 2

Enthalpienullpunkt von Luft und Wasser am Tripelpunkt des siedenden Wassers T=T tr = 273,16 K:

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Thermodynamik II

Thermodynamik 1 Klausur, 3. August Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

Energietechnik SS 2005

Thermodynamik 2 Klausur 11. März 2011

Institut für Technische Verbrennung Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Pitsch. Aufgabenstellung Thermodynamik I SS Aachen, den 22.

Thermodynamik 2 Klausur 19. September 2012

Thermodynamik 1 Klausur 01. August 2011

Thermodynamik 1 Klausur 02. März Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

Ein Braunkohle-Kraftwerk arbeitet nach dem Clausius-Rankine-Prozess mit einfacher Zwischenüberhitzung

Thermodynamik 1 Klausur 02. August 2010

Klausur 12. September Teil 1

Thermodynamik I. Sommersemester 2014 Kapitel 5. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch

Klausur Thermische Kraftwerke (Energieanlagentechnik I)

Thermodynamik 2 Klausur 19. September 2013

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 2. Prof. Dr. Ing. Heinz Pitsch

Kraft- und Arbeitsmaschinen Klausur zur Diplom-Hauptprüfung, 15. August 2005

Änderungen der kinetischen Energien sind ausschließlich in der Düse zu berücksichtigen.

NAME, Vorname Matr.-Nr. Studiengang. Prüfung am im Fach Thermodynamik II

Klausurlösungen Thermodynamik II Sommersemester 2014 Fragenteil

Thermodynamik Hauptsatz

Thermodynamik 2 Klausur 14. September 2011

Institut für Technische Verbrennung Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Pitsch. Musterlösung Thermodynamik I SS Aachen, den 6. Oktober 2014.

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik

Klausur Strömungsmaschinen I SoSe 2008

Fluiddynamik / Strömungsmaschinen Hauptstudium II. Prof. Dr.-Ing. F.-K. Benra Prof. Dr.-Ing. D. Hänel. Nach Prüfungsordnung 2002

Klausur zur Vorlesung. Thermodynamik

Reales Gas und Dampf

Thermodynamik 2 Klausur 23. Februar 2012

UNIVERSITÄT STUTTGART INSTITUT FÜR THERMODYNAMIK UND WÄRMETECHNIK Professor Dr. Dr.-Ing. habil. H. Müller-Steinhagen

Dampftafel Für den Homogenen Zustand. HEAT Haus-, Energie- und Anlagentechnik. Vorlesung Thermodynamik

c ) Wie verhält sich die Enthalpieänderung, wenn das Wasser in einer Düse beschleunigt wird?

Kraft- und Arbeitsmaschinen Klausur zur Diplom-Hauptprüfung, 26. Juli 2006

Inhaltsverzeichnis VII

Klausur zur Vorlesung. Thermodynamik

Thermodynamik 1 Klausur 03. März Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 3. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch

Regeln. Lösung zum Fragenteil. Fragen mit Ankreuzmöglichkeit:

tgt HP 2007/08-2: Heizungsanlage

Keine Panik vor Thermodynamik! Erfolg und Spaß im klassischen Dickbrettbohrerfach" des Ingenieurstudiums

Schriftliche Prüfung aus VO Kraftwerke am Name/Vorname: / Matr.-Nr./Knz.: /

Institut für Thermodynamik Prof. Dr. rer. nat. M. Pfitzner Thermodynamik II - Lösung 04. Aufgabe 6: (1): p 1 = 1 bar, t 1 = 15 C.

Thermodynamik 1 Klausur 28. Juli Alle Unterlagen zu Vorlesung und Übung sowie Lehrbücher und Taschenrechner sind als Hilfsmittel zugelassen.

3 vieweg. Keine Panik vor Thermodynamik! pirk Labuhn Oliver Romberg. Erfolg und Spaß im klassischen Dickbrettbohrerfach" des Ingenieurstudiums

Keine Panik vor Th e r m ody n a m i k!

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik

Schriftliche Prüfung aus VO Kraftwerke am Name/Vorname: / Matr.-Nr./Knz.: /

Klausur Thermische Kraftwerke (Energieanlagentechnik I)

Nach Prüfungsordnung 1989

Exergie. Aufgabe 1: Berechnen Sie: a) die Eintrittstemperatur T Dampf,ein des gesättigten Dampfes, b) den Exergieverluststrom ĖV des Prozesses und

Klausur zur Vorlesung. Thermodynamik

Schriftliche Prüfung aus VO Kraftwerke am Name/Vorname: / Matr.-Nr./Knz.: /

2. so rasch ausströmen, dass keine Wärmeübertragung stattfinden kann.

Thermodynamik 2 Klausur 11. September 2015

Thermodynamik 2 Klausur 15. März 2018

Keine Panik vor Thermodynamik!

Idealer Kreisprozess: Carnot. Realer Kreisprozess: Carnot-Vergleichsprozesses. = T ds = 1. Carnot-Prozess und Carnot-Vergleichsprozess. Q zu 1 2.

0tto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Klausur Strömungsmaschinen I SS 2011

HP 2003/04-3: Blockschaltbild eines Dampfkraftwerks:

Klausur im Fach Thermodynamik I, SS 2011 am

Übungsaufgaben Technische Thermodynamik

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 2. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik

Aufgabe 1: Theorie Punkte

Transkript:

Prof. Dr. G. Wilhelms Aufgabenteil / 100 Minuten Name: Vorname: Matr.-Nr.: Das Aufgabenblatt muss unterschrieben und zusammen mit den (nummerierten und mit Namen versehenen) Lösungsblättern abgegeben werden. Nicht nachvollziehbare Lösungen werden nicht gewertet. Es sind beliebige persönliche Unterlagen erlaubt. Unterschrift: Punkte: Note: 1. Ein Ammoniak(NH )-Sattdampf-Massenstrom ( m = 004 kg/s ) und ein Lösungs-Massenstrom (Ammoniak-Wasser-Lösung NH -Massenkonzentration: ξ b = 020 Temperatur: t b = 70 C ) werden isobar bei 00 kpa gemischt. Der entstehende Massenstrom hat eine NH -Massenkonzentration von ξ Mi = 040. a) Bestimmen Sie mit dem hξ-diagramm für H 2 O-NH -Gemische (Anlage 1) den Massenstrom m b der zugeführten Lösung und b) die Temperatur t Miadiabat des entstehenden Massenstromes (Annahme: adiabate Mischung). Bei dem Mischvorgang wird so viel Wärme abgeführt dass der entstehende Massenstrom die Mischkammer als siedende Flüssigkeit verlässt. c) Welcher Wärmestrom Q 12 muss abgeführt werden? d) Welche Temperatur t Mi hat der entstehende Lösungs-Massenstrom. ( 9 P) ( ) a 2. Der innere Wirkungsgrad eines Viertakt-Dieselmotors wurde näherungsweise mithilfe eines Indikatordiagrammes ermittelt. Er beträgt: η i = 05. Folgende Motordaten sind bekannt: Hubvolumen: 18 l Verdichtungsverhältnis: 22 maximale Temperatur des Arbeitsstoffes: 11901 K. Der Motor saugt Luft mit 15 C und 100 kpa an. Massen- und Stoffänderungen sind zu vernachlässigen. Luft soll näherungsweise als ideales Gas angenommen werden. Vergleichsprozess ist der Dieselprozess mit gleichem Ansaugzustand gleichem Verdichtungsverhältnis und gleicher Temperatur nach der Verbrennung. Dem Vergleichprozess und dem wirklichen Prozess wird gleich viel Wärme zugeführt. Die Temperaturabhängigkeit der Stoffwerte sollen vernachlässigt werden. Es soll mit einem mittleren Isentropenexponenten von 15 gerechnet werden. Der Massenstrom des Vergleichsprozesses soll näherungsweise gleich dem des wirklichen Prozesses sein. a) Skizzieren Sie den Vergleichsprozess in einem pv-diagramm. b) Berechnen Sie für den Vergleichsprozess das Einspritzverhältnis und die Temperaturen sowie die Drücke aller Zustandspunkte. Geben Sie diese in einer Tabelle an. c) Wie groß sind die thermischen Wirkungsgrade des Vergleichsprozesses und des wirklichen Prozesses? d) Wie groß ist der Massenstrom des wirklichen Prozesses bei einer Drehzahl von 4500 1/min? e) Welche Leistung gibt der Motor bei dieser Drehzahl ab? ( 16 P) ( ) Bitte wenden

Prof. Dr. G. Wilhelms Aufgabenteil / Seite 2. In einem Heizkraftwerk wird Wasser im Dampferzeuger bei einem Druck von 4 MPa verdampft und auf eine Temperatur von 550 C überhitzt. Dieser Frischdampf (Zustand 1) wird in einer adiabaten Turbine (isentroper Wirkungsgrad: 082) auf einen Gegendruck von 150 kpa entspannt (Zustand 2). Über eine adiabate Mischkammer gelangt er anschließend zum Wärmeverbraucher wo er unter Abgabe von Heizenergie vollständig kondensiert (Zustandsänderung 4). Die Speisewasserpumpe saugt das Kondensat bei Siedetemperatur an und verdichtet es isentrop wieder auf den Kesseldruck (Zustand 5). Um auch hohe Anforderungen an Heizenergie abdecken zu können kann Frischdampf vor der Turbine abgezeigt mit einer verstellbaren adiabaten Drossel auf den Gegendruck entspannt (Zustand 6) und in der Mischkammer dem Turbinenabdampf wieder zugemischt werden. Die Änderungen der kinetischen und der potenziellen Energien die Leistung der Speisewasserpumpe die Enthalpieänderung in der Pumpe und die Drossel und Wärmeverluste in den Rohrleitungen des Dampferzeugers sind zu vernachlässigen. a) Zeichnen Sie das Schaltbild des Prozesses. b) Skizzieren Sie die Zustandsänderungen des Wassers/Wasserdampfes in einem hs-diagramm. c) Geben Sie die spezifischen Enthalpien der Zustandspunkte 1 2 und 4 in einer Tabelle an (Gegeben: h 2isen = 26977 kj/kg). d) Wie groß ist der Heizenergiestrom des Wärmeverbrauchers wenn die Drossel geschlossen ist (Fall α)? In diesem Fall gibt die Turbine eine maximale technische Leistung von 50 MW ab. e) Wie groß ist das Massenstromverhältnis m Drossel / m Turbine wenn ein Heizenergiestrom von 190 MW benötigt wird (Fall β)? ( 15 P) ( ) Σ Fragen ( 19 P) ( )

Prof. Dr. G. Wilhelms Aufgabenteil / Anlage 1 hξ-diagramm NH -H 2 O (Jungnickel: Grundlagen der Kältetechnik 1981 Beilagediagramm Nr. 6)

Prof. Dr. G. Wilhelms Fragenteil / 20 Minuten Name: Vorname: Matr.-Nr.: Es sind keine Unterlagen erlaubt. Rechner sind zugelassen. Unterschrift: Punkte: Note: 1. Berechnen Sie mit einer Kältemittelbilanz am Absorber das Verhältnis m r / m 0.. m a ξ a. m r ξ r. m 0 ( 2 P) ( ) 2. Skizzieren Sie das Indikatordiagramm eines Kolbenverdichters und tragen Sie das Hubvolumen ein. ( 2 P) ( ). Skizzieren Sie einen Joule-Prozess im pv- und im TS-Diagramm. Kennzeichnen Sie in beiden Diagrammen die Arbeit des Kreisprozesses. ( 4 P) ( ) 4. Nennen Sie drei Bewertungszahlen mit denen Wärmekraftmaschinen-Vergleichprozesse bewertet werden und geben die deren Definitionsgleichung an. ( P) ( ) 5. Berechnen Sie für die auf der nächsten Seite dargestellte Dampfkraftanlage den Massenstrom im Zustandspunkt. ( 2 P) ( ) Bitte wenden

Prof. Dr. G. Wilhelms Fragenteil / Seite 2 6. Für die unten dargestellte Dampfkraftanlage ist der Vergleichsprozess (Clausius-Rankine- Prozess) in einem Ts-Diagramm zu skizzieren. Die Abstände der Isobaren im Flüssigkeitsgebiet sollen übertrieben groß gezeichnet werden. T Schaltbild zu den Aufgaben 5) und 6): s ( 6 P) ( ) Σ ( 19 P) ( ) 80 kg/s 100 bar 1 17 G 18 16 20 bar 2 A 4 5 B 7 8 15 6 5 kg/s 4 bar 1 14 11 10 12 9 100 kg/s 1 bar Zusätzliche Angaben: In den Zuständen 2 5 und 8 liegt überhitzter Dampf vor im Zustand 9 siedende Flüssigkeit. t > t 2 und t 6 > t 5.

Prof. Dr. G. Wilhelms Lösungsergebnisse b 1. a) m = 0129 kg/s b) t Miadiabat = 68 C c) Q 12 = 86 kw d) t Mi = 40 C 2. a) p 2 s s 4 T = 11901 K 1 bar 1 15 C V b) ϕ ' = 14 1 2 4 T/K 28815 85009 11901 458 p/bar 1 6490 6490 1575 rev c) η th = 069 η th = 0224 d) m = 00844 kg/s e) W = 711 kw k. a) 1 b) h 40 bar 15 bar 1 550 C 6 2 2isen 5 6 2 4w 5 4 c) 1 2 2isen 4 h/(kj/kg) 5602 285295 26977 46708 α d) Q 4 = 1694 MW e) m / D m T = 0744 s