műszaki termodinamika i.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/1.jpg)
Műszaki termodinamika I.
9. Előadás (11. hét)
Diagramok, fojtás, Rankine, Carnot-ciklusok,
Rankine-munkaközegek, egyéb körfolyamatok
![Page 2: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/2.jpg)
Az előadás anyaga pdf formában is elérhető: energia.bme.hu/~imreattila (nem kell elé www!)
Imre Attila, EGR, D225A, [email protected]
Konzultáció: szerda, 09:00-11:00, illetve megbeszélés szerint
![Page 3: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/3.jpg)
Előző előadás
• Azonosságok
• Kémia
• Gyakorlás
![Page 4: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/4.jpg)
DiagramokA termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb) megértését segíti elő, ha 2-3 dimenzióban ábrázoljuk őket. A kétdimenziós ábrázolásoknál nagyon gyakori a pV diagram (pl. ebben voltak a van der Waals izotermák), a pT diagram (szaturációs görbe); V helyett gyakori a sűrűség használata (1/V-vel arányos). Szintén gyakori, hogy az egyik tengelyen azt entrópiát, vagy valamelyik termodinamikai potenciált ábrázoljuk.
![Page 5: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/5.jpg)
DiagramokA termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb) megértését segíti elő, ha 2-3 dimenzióban ábrázoljuk őket. A kétdimenziós ábrázolásoknál nagyon gyakori a pV diagram (pl. ebben voltak a van der Waals izotermák), a pT diagram (szaturációs görbe); V helyett gyakori a sűrűség használata (1/V-vel arányos). Szintén gyakori, hogy az egyik tengelyen azt entrópiát, vagy valamelyik termodinamikai potenciált ábrázoljuk.
Gyakori hiba volt ZH-n, hogy egyes folyamatokat nem tudtak ábrázolni a megfelelő diagramokon!
![Page 6: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/6.jpg)
Egyszerű p-V diagramok
IzokorV=állandó (nem deformálható fal)W=0DU=Q
![Page 7: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/7.jpg)
Egyszerű p-V diagramok
IzotermT=állandó DU=0-W=QNormál hiperbola (Boyle-Mariotte)
![Page 8: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/8.jpg)
Egyszerű p-V diagramok
AdiabataNincs hőcsere, Q=0 DU=W„meredek” hiperbolapVg=állandó
PolitróppVn=állandón értékétől függően meredekebb vagy laposabb hiperbola
![Page 9: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/9.jpg)
Ugyanezek T-s diagramon
Izoterm, vízszintes vonal
Izentropikus: függőleges vonal (adiabata kicsit csámpás)
Izobár, izokor: T/cp, T/cv meredekséggel növekvő
(cp>cv)
![Page 10: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/10.jpg)
Körfolyamatok
Carnot-ciklus (ideális gázban): adiabatikus kompresszió (alacsony entrópián) – izobár hőbevitel (magas nyomáson/hőmérsékleten) –adiabatikus expanzió (magas entrópián) – izobár hőelvonás (alacsony nyomáson/hőmérsékleten).
Rajzoljuk fel Ts és pv diagramokon (miért nem TS és pV??).
![Page 11: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/11.jpg)
Valós termodinamikai körfolyamatok
Hőt munkává (és esetleg utána villamosenergiává) vagy munkát hővé alakító (esetleg hőt elvonó) folyamatok.
Gyakran ténylegesen zártak, néha nyíltak, akkor „a környezetben záródnak”.
A hő keletkezhet belül (kémiai reakció), vagy bevitetjük kívülről.
![Page 12: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/12.jpg)
PV diagram – Otto ciklusPl . négyütemű benzinmotor
0→1 beszívás1→2: izentropikus kompresszió (S állandó, p nő, V csökken, T nő)2→3: izokhor „melegítés” (V állandó, p nő, S nő, T nő)….égés3→4: izentropikus expanzió (S=állandó, p csökken, V nő, T csökken).4→1: izokhor hőelvonás( V állandó, p csökken, S csökken, T csökken)1 →0 kipufogás
0
![Page 13: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/13.jpg)
PV diagram – Otto ciklusPl . négyütemű benzinmotor
0→1 beszívás1→2: izentropikus kompresszió (S állandó, p nő, V csökken, T nő)2→3: izokhor „melegítés” (V állandó, p nő, S nő, T nő)….égés3→4: izontropikus expanzió (S=állandó, p csökken, V nő, T csökken).4→1: izokhor hőelvonás( V állandó, p csökken, S csökken, T csökken)1 →0 kipufogás
0
![Page 14: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/14.jpg)
PV diagram – Otto ciklusPl . négyütemű benzinmotor
0→1 beszívás1→2: izentropikus kompresszió (S állandó, p nő, V csökken, T nő)2→3: izokhor „melegítés” (V állandó, p nő, S nő, T nő)….égés3→4: izontropikus expanzió (S=állandó, p csökken, V nő, T csökken).4→1: izokhor hőelvonás( V állandó, p csökken, S csökken, T csökken)1 →0 kipufogás
0
Ezt a részt gyakran kihagyják; pedig a körfolyamat ezen a be-ki lépésen kerezstül záródik (a végtelen környezetben).
![Page 15: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/15.jpg)
SH diagram (Mollier)
Entrópia-entalpia diagram
Miért fontos: Entalpia az „izobár” hőmennyiséget adja vissza (dH=Cp*m*dT), izentalpikusnál nincs izobár hőcsere. Ha a folyamat izentropikus, akkor reverzibilis és emellett az izokor hőcserére nulla ((dQ=Cv*m*dT)). Ez a két típus (dH=0, dS=0 gyakran szerepel termodinamikai leírásokban). (Ld. pl. fojtást, ami egy izentalpikus folyamat).
Hivatalosan Mollier-diagramnak nevezünk minden olyan diagramot, aminek entalpia van az egyik tengelyén.
Alant a víz SH diagramja; x a cseppek tömegaránya a teljes víztömeghez képest (gyakran q a jele).
![Page 16: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/16.jpg)
SH diagram (Mollier)
Richard Mollier1863-1935(német, nem francia)
![Page 17: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/17.jpg)
SH diagram (Mollier)
Richard Mollier1863-1935(német, nem francia)
![Page 18: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/18.jpg)
Fojtás … egy állandó entalpiájú folyamat
(throttling process, Joule-Thomson-effect , Joule-Kelvin-effect)
A gázt egy vagy több kis nyíláson engedjük expandálni (szelep, porózus fal), úgy, hogy a teljes rendszert termikusan elszigeteljük (nincs hőcsere). A végzett munka oly kicsi, hogy nullának tekinthető. A folyamat irreverzibilis. Szobahőmérsékleten ilyenkor minden gáz lehűl, kivéve a hidrogén, hélium (alacsonyabb hőmérsékleten végzett fojtásos expanziónál ezek is lehűlnek).
![Page 19: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/19.jpg)
Fojtás … egy állandó entalpiájú folyamat
(throttling process, Joule-Thomson-effect , Joule-Kelvin-effect)
A gázt egy vagy több kis nyíláson engedjük expandálni (szelep, porózus fal), úgy, hogy a teljes rendszert termikusan elszigeteljük (nincs hőcsere). A végzett munka oly kicsi, hogy nullának tekinthető. A folyamat irreverzibilis. Szobahőmérsékleten ilyenkor minden gáz lehűl, kivéve a hidrogén, hélium (alacsonyabb hőmérsékleten végzett fojtásos expanziónál ezek is lehűlnek).
![Page 20: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/20.jpg)
Fojtás … egy állandó entalpiájú folyamat
Előfordulás: - Hűtéstechnika (a kilépő gáz hideg lesz)- Biztonsági szelepek (itt a kilépő gáz/gőz lehűlése sokszor gond lehet, kondenzációt
okozhat, megzavarva a túlnyomásos gáz kiáramlását).
![Page 21: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/21.jpg)
logp-H diagram
Hűtő-körfolyamatoknál használják.Log-diagramokat akkor használunk, ha több nagyságrendnyi a változás….itt nyilván alacsony nyomások fele van nagy változás.
Emlékezzünk: ideális gáznál pV=állandó, azaz 0,1-1 bar között ugyanannyi változást láthatunk, mint 1-10 bar között …ezért jó a log.
(1-2): kompresszió (S=konstans).(2-3): Kondenzáció (p=konstans).(3-4): Nyomáscsökkentés H=konstans
állapotban (nem gyors expanzió, ott S=konstans lenne!).
(4-1): Elpárologtatás (p=konstans).
![Page 22: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/22.jpg)
T-s diagram éjjel-nappal…
A T-S diagram az egyik legjobban használható diagram-típus hő→munka típusú
termodinamikai körfolyamatok leírására. Ezekben a körfolyamatokban szükség van egy expanziós lépésre; ha ez gyors (márpedig annak kell lennie, ha a turbinát, illetve a vele egy tengelyen levő generátort jól meg akarjuk forgatni). A gyors expanzió pedig legjobban adiabatikusként, illetve ideális esetben izentrópkéntírható le, így a T-s diagramon egy függőleges vonal lesz.
![Page 23: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/23.jpg)
T-s diagram éjjel-nappal…
A T-S diagram az egyik legjobban használható diagram-típus hő→munka típusú
termodinamikai körfolyamatok leírására. Ezekben a körfolyamatokban szükség van egy expanziós lépésre; ha ez gyors (márpedig annak kell lennie, ha a turbinát, illetve a vele egy tengelyen levő generátort jól meg akarjuk forgatni). A gyors expanzió pedig legjobban adiabatikusként, illetve ideális esetben izentrópkéntírható le, így a T-s diagramon egy függőleges vonal lesz.
Két „szakmai” hibát vétettem a szövegben, melyek ezek?
![Page 24: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/24.jpg)
T-s diagram éjjel-nappal…
A T-S diagram az egyik legjobban használható diagram-típus hő→munka típusú
termodinamikai körfolyamatok leírására. Ezekben a körfolyamatokban szükség van egy expanziós lépésre; ha ez gyors (márpedig annak kell lennie, ha a turbinát, illetve a vele egy tengelyen levő generátort jól meg akarjuk forgatni). A gyors expanzió pedig legjobban adiabatikusként, illetve ideális esetben izentrópkéntírható le, így a T-s diagramon egy függőleges vonal lesz.
Két „szakmai” hibát vétettem a szövegben, melyek ezek?
- Kis s, nagy S- Ha T-s, akkor az állandó entrópia miért nem
vízszintes vonal (s lenne az y tengely)
![Page 25: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/25.jpg)
Ismétlés: Carnot ciklus, hatásfok
A hatásfok jobban növelhető T1 csökkentésével, mint T2 növelésével, de T1-nek határt szab a környezet hőmérséklete (hideg végtelen hőtartály), így csak T2-t tudom növelni (lignit-tüzelés – brikett – atomerőmű – fúziós erőmű).
Feladat: Számolják ki a Carnot-hatásfokot két esetre:A: A meleg tartály egy földköpenybe fúrt kút, kb egy km. mély, hőmérséklete 30 Celsius, míg a hideg oldal a tengerfenék, 4 Celsius.
B: A meleg tartály egy 840 K-es atomreaktor, a hideg egy atmoszférikus nyomású hélium folyadékot és vele egyensúlyban levő gőzt tartalmazó tartály. A hélium forráspontja 4,2 K.
C: Melyiket építenék fel??
![Page 26: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/26.jpg)
Ismétlés: Carnot ciklus, hatásfok
Feladat: Számolják ki a Carnot-hatásfokot két esetre:A: A meleg tartály egy földköpenybe fúrt kút, kb egy km. mély, hőmérséklete 27 Celsius, míg a hideg oldal a tengerfenék, 4 Celsius.
1-277/300=0.0766, azaz 7,7 %
B: A meleg tartály egy 840 K-es kazán, a hideg egy atmoszférikus nyomású hélium folyadékot és vele egyensúlyban levő gőzt tartalmazó tartály. A hélium forráspontja 4,2 K.
1-4,2/840=0,995, azaz 99,5%
C: Melyiket építenék fel??Látszik, hogy nem minden a hatásfok; első esetben a hőt „ingyen” kapom, a hőelvonás is ingyenes, a másodikban a hőt termelnem kell, de még drágább, hogy a ideg oldalt is fenn kell tartanom….azaz legyenek óvatosak, ha hatásfokokat kell összehasonlítani, nem mindig ez a legfontosabb szempont!
![Page 27: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/27.jpg)
TS-diagramok
T
S
Carnot-ciklus2 adiabata (izentróp)2 izoterma
A Carnot-ciklus pV-diagramja
![Page 28: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/28.jpg)
TS-diagramok
T
S
Rankine-ciklus egyfázisú közegben (gázban); ha a hő kívülről jön, akkor Rankine-, ha belülről (kémiai reakció, égés), akkor Brayton-ciklus (de ekkor, mint az Otto-cikllusnál, kell egy kimenő-bemenő ág is).
2 izobár2 adiabata
(adiabaták kicsit csámpásak is lehetnek, mindig nagyobb S felé dőlve)
Mi történik, ha az egyik izobár fázishatáron megy át???? Próbálkozzunk…..
![Page 29: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/29.jpg)
TS-diagramok
T
S
Rankine-ciklus egyfázisú közegben
2 izobár2 adiabata
(adiabaták kicsit csámpásak is lehetnek, mindig nagyobb S felé dőlve)
Mi történik, ha az egyik izobár fázishatáron megy át???? Próbálkozzunk…..
A zöld fázishatárok között p és T állandó lesz, amíg az összes folyadék el nem párolog, illetve az összes gőz nem kondenzál!
FGF+G
![Page 30: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/30.jpg)
Rankine-ciklusok
S
FGF+G
T
Gyakori az olyan Rankine-ciklus, ahol a második adiabata a hűlés közben belemegy a kétfázisú tartományba. Ott a gőz egy része cseppek formájában kondenzálódik, majd a cseppek boldog mosollyal az arcukon apró darabkákra törik a turbinalapátot, vagy az egyéb, mozgó-forgó részeket!
![Page 31: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/31.jpg)
Valós Rankine-ciklus
Csámpás adiabata
A folyadékot könnyedén magasabb nyomásra pumpáljuk (kis energiabefektetés), egy olyan izobárra, ami épp elsuhan a fázisátalakulás „harangja” felett).
A harangon” belül néha vonalak jelzik a csepp-tartalmat…10-12 % már nagyon nagy!
2-3 melegítés egy izobár mentán, a vége száraz gőz!3-4 a gőz egy turbinán keresztül expandál, T, p csökken, áram fejlődik, közben részben folyadékká válik.4-1 a kondenzorban újra teljesen folyadék lesz (lehűtik)
![Page 32: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/32.jpg)
Valós Rankine-ciklus
Csámpás adiabata
A folyadékot könnyedén magasabb nyomásra pumpáljuk (kis energiabefektetés), egy olyan izobárra, ami épp elsuhan a fázisátalakulás „harangja” felett).
A harangon” belül néha vonalak jelzik a csepp-tartalmat…10-12 % már nagyon nagy!
2-3 melegítés egy izobár mentán, a vége száraz gőz!3-4 a gőz egy turbinán keresztül expandál, T, p csökken, áram fejlődik, közben részben folyadékká válik.4-1 a kondenzorban újra teljesen folyadék lesz (lehűtik)
Itt kell pl. olyan Mollier-diagram, ami a csepparányt mutatja!
![Page 33: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/33.jpg)
SH diagram (Mollier)
Richard Mollier1863-1935(német, nem francia)
…azaz pl. ez, amit előző héten láttunk!
![Page 34: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/34.jpg)
Csepp-erózió (hasonló a buborés-erózió)
![Page 35: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/35.jpg)
Rankine-ciklus
A munkaközegeket (azaz azt a folyadékot vagy gázt, ami a hőerőgépben van) három kategóriába lehet osztani aszerint, hogyan viselkedik egy Rankine ciklusban.
- Nedves (pl. víz, metán, széndioxid, argon), ekkor a leszálló adiabata belép a kétfázisú tartományba, cseppek jelennek meg….furfangos túlhevítésekkel vagy cseppleválasztással lehet a cseppeket elkerülni, illetve ha már megjelentek, erózióálló anyagokat kell használnunk.
- Száraz (pl. benzol, oktán, dekán, bután, hexán):, ekkor az adiabata nem lép be a kétfázisúba, hanem a gőz-részben marad.
- Izentrópikus (triklorfluormetán (R11): ekkor sem lép be, többé-kevésbé a folyadékoldali fázishatáron halad végig (ami többé-kevésbé függőleges).
![Page 36: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/36.jpg)
Rankine-ciklus
A munkaközegeket (azaz azt a folyadékot vagy gázt, ami a hőerőgépben van) három kategóriába lehet osztani aszerint, hogyan viselkedik egy Rankine ciklusban.
- Nedves (pl. víz, metán, széndioxid, argon), ekkor a leszálló adiabata belép a kétfázisú tartományba, cseppek jelennek meg….furfangos túlhevítésekkel vagy cseppleválasztással lehet a cseppeket elkerülni, illetve ha már megjelentek, erózióálló anyagokat kell használnunk.
- Száraz (pl. benzol, oktán, dekán, bután, hexán):, ekkor az adiabata nem lép be a kétfázisúba, hanem a gőz-részben marad.
- Izentrópikus (triklorfluormetán (R11): ekkor sem lép be, többé-kevésbé a folyadékoldali fázishatáron halad végig (ami többé-kevésbé függőleges).
![Page 37: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/37.jpg)
Rankine-ciklus
A munkaközegeket (azaz azt a folyadékot vagy gázt, ami a hőerőgépben van) három kategóriába lehet osztani aszerint, hogyan viselkedik egy Rankine ciklusban.
- Nedves (pl. víz, metán, széndioxid, argon), ekkor a leszálló adiabata belép a kétfázisú tartományba, cseppek jelennek meg….furfangos túlhevítésekkel vagy cseppleválasztással lehet a cseppeket elkerülni, illetve ha már megjelentek, erózióálló anyagokat kell használnunk.
- Száraz (pl. benzol, oktán, dekán, bután, hexán):, ekkor az adiabata nem lép be a kétfázisúba, hanem a gőz-részben marad.
- Izentrópikus (triklorfluormetán (R11): ekkor sem lép be, többé-kevésbé a folyadékoldali fázishatáron halad végig (ami többé-kevésbé függőleges).
![Page 38: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/38.jpg)
T-S diagram… alkánok
Összeskálázott fázisgörbék TS diagramon (etán, bután, hexán, dekán).Ezeket viszonylag könnyű összekeverni (kémiailag hasonlók), a keverék nagyjából az átlagot adja, azaz elég sok mindent ki lehet keverni belőlük! Keverékeknél probléma, hogy a gőztér és folyadéktér anyagi összetétele más (ld. kicsit később).
![Page 39: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/39.jpg)
CO2 nedvességtartalma (Rankineciklus, adiabata)
![Page 40: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/40.jpg)
Mai adag….
Fojtás
Diagramok
Rankine, Carnot-ciklusok
Rankine-munkaközegek
Egyéb körfolyamatok
![Page 41: Műszaki termodinamika I.energia.bme.hu/~imreattila/hotan1_2019_ősz/eloadas9_2019... · 2019-11-20 · Diagramok A termodinamikai folyamatok érthető (vagy egy kicsit érthetőbb)](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041704/5e43d665fd55c63351269291/html5/thumbnails/41.jpg)
További szép napot!
Az előadás anyaga pár napon belül pdf formában is elérhető: energia.bme.hu/~imreattila (nem kell elé www!)
Imre Attila, EGR, D225A, [email protected]
Konzultáció: szerda, 09:00-11:00, illetve megbeszélés szerint