laatst gewijzigd 14/12/2005

Vakcode: wb4304

Vaknaam: Thermodynamica 3
 ZIE OOK BLACKBOARD

 

Het betreft een college

ECTS studiepunten: 4

Faculteit der  Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en): Spliethoff, prof. Dr. –Ing. H.,  Infante Ferreira, dr. ir. C. A. (coordinator), Woudstra, ir. N., Buijtenen, prof. ir. J. P. van

 

Tel.:  015-27 84894

Trefwoorden:

Processen in thermische machines. Koel- en  warmtepomp systemen. Psychrometrische systemen. Verbranding. Fase evenwicht. Roterende stromingsmachines.

 

Cursusjaar:

BSc 3e jaar

Semester:

2B

Coll.uren p/w:

4

Andere uren:

 

Toetsvorm:

schriftelijk

Tentamenperiode:

2B, Aug.

(zie jaarindeling)

 

Voorkennis:

wb1126, wbtp107, wbtp108, wb1224, wbtp210

Wordt vervolgd door:

wb4405, wb4410A, wb4420 e.a.

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

1.       Inleiding thermische energie conversiesystemen.

2.       Koel- en warmtepompsystemen. Damp-compressie koelcycli. Koudemiddel eigenschappen.

      Warmtepompsystemen.     (hoofdstuk 10 van Moran & Shapiro).

      Psychrometrische systemen. Psychrometrische systemen als voorbeeld van ideaal gas mengsels. Massa- en energiebehoud in psychrometrische systemen. Adiabatische verzadiging en natte bol temperaturen. Mollier diagram voor vochtige lucht. Psychrometrische toepassingen. (Paragraaf 6 t/m 10 van hoofdstuk 12 van Moran & Shapiro).

3.       Brandstoffen en verbrandingsproces. Energiebalans van verbrandingsprocessen. Stookwaarde en verbrandingswaarde van brandstoffen. Adiabatische vlamtemperatuur. Brandstofcellen. (Hoofdstuk 13, par. 1 t/m 3 en 5 van Moran & Shapiro)

Gasmengsels en systemen met meerdere componenten. (Hoofdstuk 11, par. 8 en 9 van Moran & Shapiro)

Evenwicht tussen twee fasen van een zuivere stof. Evenwicht in systemen met meerdere componenten en meerdere fasen. (Hoofdstuk 14, par. 1, 5 en 6 van Moran & Shapiro)

4.       Roterende stromingsmachines. Energieomzetting in roterende stromingsmachines. De axiale turbine: principe van werking; berekening van een turbinetrap; reactiegraad, 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:

·          Moran, M.J. and H.N. Shapiro “Fundamentals of Engineering Thermodynamics”, SI-Version.(3rd Ed., 1998). (Wiley and Sons, Inc., New York) ISBN 0-471-97960-0

·          Van Buijtenen, J.P., "Thermische machines –roterende stromingsmachines", collegedictaat, Faculteit WbMT, TUD, 1994.

Referenties vanuit de literatuur:

·          Baehr, H. D., " THERMODYNAMIK; eine Einführung in die Grundlagen und ihre technischen Anwendungen ", 6e ed., Springer-Verlag, Berlin, 1988.

·          Brodowicz, K. en T. Dyakowski, "Heat pumps", Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, 1993.

·          Dixon, S.L., "Fluid mechanics of turbomachinery", Boston : Butterworth-Heinemann, 1998.

·          Traupel, W., "Thermische Turbomaschinen", Springer Verlag, 1977.

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

Zie studeerhandleiding

Leerdoelen:

De student kan:

  1. Thermodynamica toepassen voor het ontwerp van koel- en warmtepompsystemen (damp-compressie koelcycli; koudemiddel eigenschappen)

  2. Thermodynamica toepassen voor het ontwerp van warmtepompsystemen

  3. Thermodynamica toepassen voor het ontwerp van psychrometrische systemen (psychrometrische systemen als voorbeeld van ideaal gas mengsels; massa- en energiebehoud in psychrometrische systemen; adiabatische verzadiging en natte bol temperaturen; Mollier diagram voor vochtige lucht; psychrometrische toepassingen)

  4. Thermodynamica toepassen voor het ontwerp van roterende stromingsmachines (energieomzetting in roterende stromingsmachines; de axiale turbine: principe van werking; berekening van een turbinetrap; reactiegraad, 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)

  5. Thermodynamica toepassen op verbrandingsprocessen (brandstoffen en verbrandingsproces; energiebalans van verbrandingsprocessen; stookwaarde en verbrandingswaarde van brandstoffen; adiabatische vlamtemperatuur)

  6. Thermodynamica toepassen op brandstofcellen

  7. Evenwicht in meerfasen systemen toepassen (Gasmengsels en systemen met meerdere componenten; evenwicht tussen twee fasen van een zuivere stof; evenwicht in systemen met meerdere componenten en meerdere fasen) 

 

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 %