Kapittel 5 åpent system

Question 1

Definisjon massestrøm

Answer 1

Mengden fluid som strømmer gjennom ett tverrsnitt pr tidsenhet. Kg/s

Question 2

Massestrøm gjennom arealet A på differensiell form

Answer 2

dm= ρ Vn dA

m=∫ρ Vn dA

Question 3

Massestrøm pr tidsenhet

Answer 3

m=ρ AV = (massetetthet*Areal*fart)

Question 4

mi

Answer 4

Masse inn i kontrollvolumet

Question 5

Ui

Answer 5

Spesifikk indre energi

Question 6

Pi

Answer 6

Trykkenergi

Question 7

Motsatt av stasjonært system

Answer 7

Transient system

Question 8

Volum av fuktig damp

Answer 8

V=Vf+Vg = MfVf+MgVg

Question 9

Sammenheng mellom trykk og volum i ett lukket system

Answer 9

PV^n

n=polytropeksponenten

prosessen er polytropisk

Question 10

Polytropisk prosess: Arbeid

På differensiell form:

Answer 10

Arealet under grafen

∫ p dV = konst/V^n * dV

Question 11

Trykk ved polytropisk prosess

Answer 11

P=CV^-n

Question 12

Isoterm prosess

Answer 12

∆U = 0

PV = konstant

n=1

Question 13

Tilstandslikning for ideelle gasser

Hva er R

Hva er Ru

Answer 13

PV = RT

R = Ru/M (Kj/kg*k)

Universiell gasskonstant: Ru=8.31447Kj/kmol*k

Question 14

Sammenheng mellom trykk, temperatur og volum for reelle gasser

Answer 14

PV = ZRT

Z=kompressibilitetsfaktoren

Question 15

Termodynamikken første hovedsetning skrevet matematisk ∆

Answer 15

∆Ke+∆Pe+∆U=Q-W

Question 16

Entalpi

Answer 16

termodynamisk størrelse med symbol H, en tilstandsfunksjon for et system definert ved H = U + pV, hvor U er systemets indre energi, p trykket og V volumet av systemet. Entalpi brukes særlig ved beregninger av termodynamiske prosesser hvor trykket holdes konstant, f.eks. ved faseoverganger (smelting, frysing, fordamping, kondensasjon). Forandringen i entalpi er da lik smeltevarmen, eventuelt fordampingsvarmen.

Question 17

Isobar prosess

Answer 17

Prosess der trykket er konstant.

Question 18

Isobar prosess: Arbeid

Answer 18

∫ p dV

Question 19

Isoterm prosess

Answer 19

En isoterm prosess er en prosess der temperaturen er konstant.

Generelt vil både W, og ∆Q og ∆U være forskjellig fra null under en slik prosess. Dersom for eksempel vann ved 100c fordampes til gass (damp) ved 100c under konstant trykk, har vi en isoterm prosess der det tilføres varme samtidig som det utføres arbeid fordi gassen har større volum enn vannet. Dessuten vil den indre energien øke.

Question 20

Polytrope tilstandsforandringer

Answer 20

Polytrope tilstandsforandringer, foregår i gassmengder som ekspanderer eller komprimeres, f.eks. under stempelbevegelsen i en sylinder. Hvis varme tilføres eller fjernes fra gassmengden, fås forskjellige polytrope tilstandsforandringer. Gassmengdens tilstand er bestemt av 3 størrelser: trykk, p, volum, V, og temperatur, T. Polytrope tilstandsforandringer kan beskrives ved ligningen p · Vn = konstant, konstanten er avhengig av T. n kalles polytropeksponenten.

Question 21

Massebalanse for åpent system

Answer 21

Total masse inn i kontrollvolumet

-

Total masse ut av kontrollvolumet

=

Endringen av masse i kontrollvolumet

Question 22

Enhet for massestrømmen

Answer 22

kg/s

Question 23

Massebalanse for åpent system forklart matematisk

Answer 23

mi - me = mcv (t+∆t) - mcv (t)

Question 24

Massebalanse for åpent system på differensiell form

Answer 24

dmcv/dt = mi - me

Question 25

Typer Strømingsprosesser

Answer 25

Stasjonære:

Strømingshastigheten ved hvert observasjonspunkt er konstant og har samme retning

Ellers er strømning ikke-stasjonær

Question 26

Ved stasjonær strømning er differensialet

Answer 26

dmcv/dt = 0

eller ∑mi = ∑ me

(summen av massen inn er den samme som massen ut)

Question 27

Energibalanse for kontrollvolum

Answer 27

Energiutveksling over systemgrensen i form av arbeid W og varme Q

+

Energi i massen som strømmer inn i kontrollvolumet

-

Energi i massen som forlater kontrollvolumet

=

Endring av energi i kontrollvolumet

Question 28

me

Answer 28

masse ut av kontrollvolumet

Question 29

Energi i massestrømmen inn i kontrollvolumet

Answer 29

Ei = Mi (Ui + PiVi + V^2/2 +gz)

U+PV = h (entalpi)

Ei=Mi (h + V^2/2 + gz)

gz = Pe

V^2/2 = Ke

Pv+Indre energi(u) + kinetisk energi (v^2/2) + potensiell energi (gz)

Pv+U = entalpi (h)

Så total energi for massestrømmen blir

h + ke + pe

Question 30

energi i massestrøm pr masseenhet

Answer 30

Pv+Indre energi(u) + kinetisk energi (v^2/2) + potensiell energi (gz)

Pv+U = entalpi (h)

Så total energi for massestrømmen pr masseenhet blir

h + ke + pe

Question 31

Massebalanse

Answer 31

`m v = A V(fart)

massestrøm * spesifikt volum = Areal * fart

Question 32

Massestrømmen gjennom arealet A

Answer 32

d”m=rho Vn dA

“m=∫ rho Vn dA

dersom gjennomsnittlig strømingshastighet er V

blir “m=rho A V