Gyakorlat Termodinamikai szivattyú kiszámítása

A szivattyú kiszámítása

A folyékony víz állandó áramlásának nyomását 1 bar-ról 100 bar-ra szivattyúval használják. A belépő víz hőmérséklete \ (25 \ textrm< °C>\). Feltételezzük, hogy a szivattyú adiabatikus és reverzibilis.

gyakorlat

Kérdés

Számítsa ki a szivattyú által egy kg vízre elfogyasztott energiát a gőzasztaletek és az RKS-Mathias egyenlet felhasználásával .

Index

Mivel a szivattyú adiabatikus és reverzibilis, izentrópikus. Mivel nyitott rendszerről van szó állandó üzemmódban, az egy kg víz nyomásának növeléséhez szükséges energia megegyezik a tömegentalpia változásával a szivattyú be- és kimenete között.

Megoldás

Használhatjuk a gőzasztalokat. A szivattyúba kerülő víz (\ (T = 298,15 \ textrm< K>\), \ (P = 1 \ textrm< bar>\)) specifikus entalpiával rendelkezik (h_e = 104,928 \ textrm< kJ/kg>\) és tömeges entrópia \ (s_e = 0,36723 \ textrm< kJ/kg>\). A kimenő vizet ugyanaz a tömeges entrópia és 100 bar nyomás jellemzi: ilyen körülmények között a kimeneti hőmérséklet \ (25,19 \ textrm< °C>\) és egy kimeneti entalpia \ (h_s = 114,829 \ textrm< kJ/kg>\). A szivattyún áthaladó víz kilogrammonként szükséges energia tehát az állandó működésű nyitott rendszerek első elvének megfelelően:

Ugyanezt a számítást elvégezhetjük az RKS-Mathias állapotegyenlettel, és \ (25,63 \ textrm) kimeneti hőmérsékletet találunk< °C>\); a szükséges energia most \ (13,14 \ textrm< kJ/kg>\) (\ (9,90 \ textrm helyett< kJ/kg>\)).