Tentamen i :
Termodynamik och värmeöverföring
Totala antalet uppgifter:
4
Examinator/Tfn:
Lars Westerlund/1223
Jourhavande lärare/Tfn:
Lars Westerlund/1223
Resultatet anslås den:
Kod/Linje: F0032T
Datum:
120314
Skrivtid:
09.00-14.00
120402
Lösningsförslag återfinns i rum E 140
Tentamensrättningen får granskas:
Meddelas senare
Tillåtna hjälpmedel:
Sonntag-Borgnakke-Wylen: Fundamentals of
thermodynamics.
Henja m.fl.: Grundläggande värmeöverföring.
Kalkylator
Tabell t.ex Physics Handbook, Fysikalia, Beta,..
Övriga anvisningar:
Motivera dina lösningar
Maximalt antal poäng: 20 För godkänt krävs10 p
====================================================================
1. De plana väggarna till en ugn som befinner sig i ett mycket stort rum består av flera
skikt. Det inre skiktet består av eldfast material med tjocklek 150 mm och värmeledningsförmåga  = 0.80 W/mK. Utanpå detta skikt finns isolering med tjocklek 200 mm
och värmeledningsförmåga  = 0.045 W/mK.
Utsidan består av 0.50 mm rostfri stålplåt med värmeledningsförmåga  = 15.0 W/mK och
emissionsförmåga  = 0,65. Värmeövergångstal till följd av konvektion på ugnens utsida
har bestämts till 6.20 W/m2K. Ugnen finns i ett rum där rumsluftens temperatur är 22°C
och väggarnas temperatur är 20°C. Temperaturen på plåtens utsida uppmäts till 28°C.
Beräkna
a) värmeförlusten från varje m2 av väggen
b) temperaturen i ugnen om totala värmeövergångstalet mellan luften i ugnen och
väggens insida är 12.6 W/m2K
c) temperaturen på plåtens insida.
(5p)
2. En cylinder innehåller en friktionsfri kolv. När kolven vilar på de nedre klackarna
är den innestängda volymen under kolven 400 l. Initialt innesluts vatten med trycket
100 kPa samt specifika ångmängden 30.0%. Värme tillförs tills allt vatten består av
mättad ånga. För att röra kolven krävs ett tryck av 300 kPa.
Bestäm den slutliga volymen, tillförd värmemängd samt arbetet för processen. (5 p)
Vatten
3. En ångkraftsanläggning med en levererad effekt på 80 MW arbetar enligt en enkel
Rankine cykel. I turbinen expanderar ånga av 500°C, 8.0 MPa till kondensortrycket
100 kPa. Den isentropa verkningsgraden antas vara 80% för turbinen och pumpen
antas vara ideal. Bestäm:
a) Specifik ångmängd, x, vid turbinutlopp
b) Kretsprocessens termiska verkningsgrad
c) Erforderligt ångflöde
d) För kylning utnyttjas fjärrvärme på kondensorns sekundära sida.
Vattenflödet är 1250 kg/s och temperaturen in till kondensorn, +50°C.
Vilken temperatur får kylvattnet ut från kondensorn.
(5p)
4. En ihålig sfär av stål har innerdiameter 0.500 m, 2.00 mm väggtjocklek och
innehåller vatten av 2.00 MPa och 250ºC. Systemet bestående av vatten och
stålbehållare kyls till den konstanta omgivningstemperaturen 30.0ºC.
Beräkna
a) vattnets och stålbehållarens massa
b) totala ändringen av entropin under denna process
(5p)
( TIPS : volymen för en sfär V 
4 r
)
3
3
LYCKA TILL!