Trefwoorden:
Thermische machines. Processen. Nulde, eerste en tweede hoofdwet van de thermodynamica.
Soorten energie en energiesystemen. Rendementen. Arbeid. Warmtepomp.
Carnot-proces/werkelijke kringproces van warmtepomp. De zuigercompressor.
Entropieproduktie in componenten en invloed op warmtefaktor. Energieomzetting in roterende
stromingsmachines. De axiale turbine. De axiale compressor. Radiale machines.
Dimensionering van roterende stromingsmachines. |
Cursusjaar:
3
Quintaal: 0/4/0/0/0
Coll.uren p/w: 4
Andere uren:
Toetsvorm: schriftelijk
Tentamenperiode: 2, 3
(zie jaarindeling) |
| Voorkennis:
wb1120, wb1221 |
| Wordt vervolgd
door: wb4301A, wb4407, wb4410A e.a. |
Uitgebreide
beschrijving van het onderwerp:
- Indeling van en processen in thermische machines.
- Processen in thermische machines. Nulde en eerste hoofdwet
van de thermodynamica. Systeemgrens. Soorten energiesystemen. Energiesoorten.
Energiebalans open systeem met stationaire doorstroming. Kringprocessen.
Beoordelingsfactoren en rendementen. Tweede hoofdwet van de thermodynamica. Arbeid bij
omkeerbaar adiabatische processen. Arbeid bij niet adiabatische wrijvingsloze processen.
Arbeid bij adiabatische expansie processen met wrijving bij thermische machines met
stationaire doorstroming. Arbeid bij compressie processen. Diverse oorzaken van niet
adiabatische procesvoortgang.
- Warmtepomp als voorbeeld van thermische machines.
Koelmachine versus warmtepomp. Carnot-proces als vergelijkingsproces voor een koelmachine
of een warmtepomp. Glijdende bron- en put-temperatuur. Thermodynamisch gemiddelde bron- en
put-temperatuur. Kringproces werkelijke koelmachine of warmtepomp. De zuigercompressor als
voorbeeld van niet-ideale compressor. Entropieproduktie in de componenten van het
kringproces en invloed daarvan op de warmte- (of koude)faktor. Toepassingsvoorbeeld: een
uitgevoerde warmtepomp.
- Roterende stromingsmachines. Energieomzetting in roterende
stromingsmachines. De axiale turbine: principe van werking; berekening van een
turbinetrap; reaktiegraad, gelijkdruk- en overdrukturbine. De axiale compressor: principe
van werking; berekening van een compressortrap. Radiale machines: pompen en compressoren.
Prestaties en prestatieweergave van stromingsmachines. Dimensieloze kentallen voor
stromingsmachines werkend met incompressibele en compressibele media.
Prestatiekarakteristieken. Toepassing van voorrotatie. Cavitatieverschijnselen bij pompen.
Dimensionering van roterende stromingsmachines.
|
College
materiaal:
- Van Paassen, C.A.A., "Processen in thermische
machines", collegedictaat, Faculteit WbMT, TUD, 1994.
- Touber, S., "Thermische machines -een compressie
warmtepomp", collegedictaat, Faculteit WbMT, TUD, 1996.
- Van Buijtenen, J.P., "Thermische machines -roterende
stromingsmachines", collegedictaat, Faculteit WbMT, TUD, 1994.
|
Referenties
vanuit de literatuur:
- Baehr, H. D., "Thermodynamik", 5e ed.,
Springer-Verlag, Berlin, 1984.
- Brodowicz, K. en T. Dyakowski, "Heat pumps",
Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, 1993.
- Dixon, S.L., "Fluid mechanics of turbomachinery",
Pergamon Press, Oxford, 1978.
- Moran, M.J. en H.N. Shapiro, "Fundamentals of
Engineering Thermodynamics", Wiley, Chichester, 1992.
- Traupel, W., "Thermische Turbomaschinen",
Springer Verlag, Berlin, 1988.
|
| Opmerkingen
(Specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.): |
Doel:
Doelstelling van dit college is een deel van de
theorie uit de colleges elementaire warmte- en stromingsleer (wb1120) en thermodynamica
(wb1221) voor werkelijk uitgevoerde machines (zoals een turbine of een warmtepomp) in de
praktijk te brengen. Daarnaast wordt o.a. geillustreerd hoe men het begrip
entropieproduktie in de componenten van een warmtepomp kringproces kan gebruiken om de
bijdrage van elk der componenten tot de irreversibiliteit van het gehele systeem te
kwantificeren. |
| Computer
gebruik: |
| Practicum:
|
Ontwerp
component:
De methodiek om de componenten die een grote
bijdrage leveren aan de totale irreversibiliteit van dergelijke systemen te identificeren
vergroot het inzicht in de consequenties van ontwerpkeuzes. |
| Percentage
ontwerponderwijs: 30%. |