Vakcode: wb1224  

Vaknaam: Thermodynamica 2

ZIE OOK BLACKBOARD

TUD studiepunten: 2

ECTS studiepunten: 3

Faculteit der  Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en): Woudstra, ir. N.

Tel.:  015-27 82178

Trefwoorden:

tweede hoofdwet van de thermodynamica, entropie, exergie, exergie rendementen, stoomturbine kringproces, thermodynamische vergelijkingen, toestandsgrootheden, vrije energie (Helmholtz), vrije enthalpie (Gibbs)

Cursusjaar:

BSc 2e jaar

Semester:

1B

Coll.uren p/w:

4

Andere uren:

-

Toetsvorm:

schriftelijk

Tentamenperiode:

2, 3

(zie jaarindeling)

Voorkennis: wb1126wb

Wordt vervolgd door: wb4304, wb4302

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

De tweede hoofdwet van de thermodynamica wordt geïntroduceerd tezamen met een beschouwing van enkele afleidingen. Vervolgens wordt de toestandsgrootheid entropie geïntroduceerd en worden mogelijkheden getoond om deze grootheid te gebruiker voor thermodynamische analyses.

Ook wordt de grootheid exergie gepresenteerd, een grootheid die eveneens gebaseerd is op de tweede hoofdwet van de thermodynamica, tezamen met enkele nuttige grootheden en hulpmiddelen voor het uitvoeren van exergie analyses (exergie verlies, exergie rendementen, waardediagram). In dit college wordt de definitie van exergie beperkt tot de thermo-mechanische exergie. Aanvullend worden enkele voorbeelden behandeld een analyse van eenvoudige installaties en componenten.

Het principe van het stoomturbine kringproces wordt getoond en mogelijkheden voor de optimalisatie van dit kringproces worden besproken, zoals de keuze van stoomdruk en –temperatuur en de toepassing van stoomoververhitting en -herverhitting.

Tot slot worden de thermodynamische relaties voor enkelvoudige compressibele stoffen behandeld. Enkele voorbeelden van toestandsvergelijkingen worden behandeld (de viriaal vergelijking, vergelijkingen met twee constanten en vergelijkingen met meerdere constanten) en de vrije energie en enthalpie worden geïntroduceerd. Uitgaande van de differentiaalvergelijkingen worden uitdrukkingen afgeleid voor )s, )u en )h in het eenfase gebied en wordt getoond hoe deze uitdrukkingen kunnen worden gebruikt voor de constructie van toestandsdiagrammen. Verder worden algemene diagrammen beschreven waarmee een schatting kan worden gemaakt van de verschillen in waarde voor de toestandsgrootheden van het werkelijke gas ten opzichte van de ideale gas toestand.

College materiaal:

Fundamentals of Engineering Thermodynamics, SI-version (3^rd edition, 1998), M.J. Moran, H.N. Shapiro, John Wiley & Sons, ISBN 0 471 97960 0

Referenties vanuit de literatuur:

·         Thermodynamica voor energiesystemen. J.J.C. van Lier, N. Woudstra. (Delft University Press, ISBN 90-407-2037-1)

·         Thermodynamik. Eine Einführung in die Grundlagen und ihre technische Anwendungen. Baehr, H.D.. ISBN 3-540-08963-2

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering toelatingseisen, etc.):

Het tentamen bestaat voor circa de helft uit open vraagstukken en voor de rest uit meerkeuzevragen

Doel:

Het vak biedt de student de theoretische basis en enkele hulpmiddelen voor de thermodynamische analyse van eenvoudige omzettingsprocessen

Computer gebruik:

Practicum:

Ontwerp component:

Er is geen expliciete ontwerpcomponent. Wel wordt duidelijk gemaakt aan welke criteria goed ontworpen thermische machines moeten voldoen.

Percentage ontwerponderwijs:  25 %