Lösningar - termodynamik

T-4. Diffusor, vattenånga
Givet: Diffusor, inlopp: V 1 300 m/s , T 1 50C
, P 1 10 kPa ; utlopp: V 2 50 m/s ,
T 50 C , P P 12.352 kPa ,
2
P 0 100 kPa .
2 sat@50
C
2
A 2 2.0 m ; omgivning: T surr T0
25C
,
Sökt: (a) massflödet m samt A 1, (b) värmeutbytet med omgivningen Q , (c)
X destroyed.
Lägg en kontrollvolym runt diffusorn (öppet system). Ämnesdata ur Table A-4 och A-6
(mättad och överhettad vattenånga).
(a) Stationär strömning d.v.s. m 1
m
2
m
konst.
Förutsätt homogena förhållanden
3
2
3
2
1 14.867
m /kg A1
0.412 m
över in- och utlopp m m
2 V2
A2
/ v2
; v 12.026 m /kg m 8.315 kg/s .
A ( A , v .
1 v1
/ v2)(
V2
/V1)
2
(b) Energiekvationen vid stationär strömning med W 0; pe
0 :
(c)
other
2 2
Q Q
net, in m
( h2
h1
V2
/ 2 V1
/ 2) ; h 1 2592.0 kJ/kg , h 2 2591.3 kJ/kg ,
d.v.s.
h h 0.7
kJ/kg 700 J/kg ; ( V V ) / 2 43.75
10 J/kg
2 1
2 2
2 1
Q net,in 8.315(0.7
43.75) kW 369.6
kW (kylning), d.v.s. Q out 369.6 kW .
X destroyed Tsurr
S
gen, tot ; med utvändiga kontrollytor vid omgivningens temperatur:
S
S
S
m
( s s ) Q
T , där T T 298.15 K ;
gen, tot out in 2 1 out /
0
0 surr
s 1 8.1741 kJ/(kg K) , s 2 8.0748 kJ/(kg K)
X [298.158.315 (8.0748 8.1741)
369.6] kW 123.4
kW .
destroyed
3
Svar: (a)
m 8.3 kg/s ,
2
A 1 0.41 m (b) Q out 0.37 MW, (c) X destroyed 0.12 MW.