Zad.1.
Oszacować minimalną pracę chłodziarki Carnot niezbędną do wytworzenia 100W mocy chłodziarki na poziomie 20K. Jeżeli ciepło usuwane jest przy temp. 300K.
Dla chłodziarki kriogenicznej: Zad.2
Do kriostatowanego obiektu w temp. 10K dopływa ciepło w ilości 1W w celu kompensacji dopływu ciepła zastosowano 2 chłodziarki Carnot. Pierwsza z nich odbiera 1W i usuwa go przy temp 100K. Wstępne ciepło transportowane jest z poziomu 100K do 300K przez chłodziarke 2. Jaka jest całkowita praca obu chłodziarek i porównać z pracą chłodziarki pracującej w zakresie 10-300K.
∑W=29,27 W
Zad.3
Strumień azotu 1 g/s o ciśnieniu 1 bar i temp. 300 K ulega skropleniu w procesie idealnym. Temp.ciepłego azotu przy p=1 bar wynosi 77,8 K. Obliczyć min, pracę oraz ciepło usunięte do otoczenia w procesie sprężania izotermicznego.
a) h (300 K, 1 bar)=515,28 kJ/kg
s (300 K, 1 bar)=3,83 kJ/kg*K
b) h (78 K, 1 bar)=81,96 kJ/kg
s (78 K, 1 bar)=-0,13 kJ/kg*K
q=T( )=300*(3,83+0,13)=1188
?
*772,68 kJ/kg=772,68 W
Zad.4
W idealnym procesie skraplania w ciągu 1h 1 litr . Warunki początkowe procesu 1bar, 290 K. Obliczyć pracę minimalną.
a) h1 (1 bar, 290 K)=537,41 kJ/kg
s1 ( 1 bar, 290 K)=3,89 kJ/kg*K
b) hF (1 bar, 90 K)=139,93 kJ/kg
sF ( 1 bar, 90 K)=0,44 kJ/kg*K
q=T( )=290*(3,89+0,44)=1255,7 kg/ ?
*603,02 kJ/kg=1932 W
Zad.5
Strumień azotu skraplany jest w układzie J-T. Początkowe parametry N2 wynoszą: P=1bar, T=290K.
za skraplarka (sprężanie izotermiczne). Obliczyć wydajność skraplania, pracę skraplarki odniesioną do jednostki masy gazu sprężonego oraz pracę skraplarki odniesioną do jednostki masy gazu skroplonego.
CYKL JOULE'A-TOMSONA
Bilans skroplin: Wydajność skraplania: , , , y=0,026
Praca właściwa sprężania izotermicznego: W=494-505+290 K*(3,890-2,700)=335 kJ/kg gazu sprężonego
kJ/kg gazu skroplonego
Zad.6
Chłodziarka J-T napełniona jest czystym azotem (strumień 1g/s). Gaz o temperaturze 300 K sprężany jest izotermicznie do ciśnienia 12 MPa. Zakładając, ze wymiennik ciepła opuszczają wyłącznie nasycone pary azotu. Obliczyć współczynnik efektywności chłodniczej chłodziarki.
(…)
… do zaworu J-T, gdzie rozpręża się do ciśnienia atmosferycznego. Zakładając, że praca rozprężania gazu rozpraszana jest w otoczeniu obliczyć wydajność skraplania, pracę skraplarki odniesioną do jednostki masy gazu sprężonego oraz pracę skraplarki odniesiona do jednostki masy gazu skroplonego.
, Bilans skraplarki Claude'a: h1=505 kJ/kg, h2=494 kJ/kg, hf=82 kJ/kg, h3=424 kJ/kg, h3'=278 kJ/kg
s3=s3', s3=2,4 kJ/kg*K, s1=3,85 kJ/kg*K, s2=266 kJ/kg*K, x=0,7
Zad.8
W chodziarce Claude'a azot pod P1=1bar,T1=300K sprężany jest izotermicznie do P2=100bar. Strumień gazu zasilający rozprężarkę ma T3=250K, a właściwa wydajność chłodnicza chłodziarki q=120 kJ/kg. Zakładając, że praca rozprężania jest pracą użyteczną wykorzystywaną do redukcji pracy sprężarki, obliczyć współczynnik efektywności chłodniczej oraz=me/m…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)