1 (4)
Energiteknik 7,5 hp
Provmoment:
Ladokkod:
Tentamen ges för:
Tentamensdatum:
Tentamen
TH181A
Högskoletekniker i energi- och processteknik
2015-03-17
Hjälpmedel:
Miniräknare, energiteknisk formelsamling,
egna skrivna formelblad
Tentamen består av två delar om vardera 30 poäng. Totalt kan maximalt 60
poäng erhållas.
Under förutsättning att minst 10 poäng erhålls på vardera tentamensdelen ges
följande betyg:
0 – 29 poäng: U
30 – 39 poäng: 3
40 – 49 poäng: 4
50 – 60 poäng: 5
Allmänna anvisningar
Var noga med att redovisa eventuella antaganden och arbetsgången vid lösning
av uppgifterna. Fullständiga beräkningar skall redovisas.
Där så krävs gör studenten egna antaganden vid lösandet av uppgifterna.
Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in.
Resultat tillgängligt i Ladok senast ca fyra veckor efter tentamen.
Lycka till!
Ansvarig lärare: Per Andersson, tel 0707-41 77 41
2 (4)
Del 1, bestående av 15 frågor om 2 poäng vardera
1.
Redogör för begreppen fast resp flytande kondensering för en värmepump (principer, för- och nackdelar etc).
2.
Redogör för de vanligaste säkerhetsfunktionerna i köldmediesystem.
3.
Redogör för vakuumsugning av köldmediesystem.
4.
Redogör för olika sätt att kapacitetsreglera en kompressordriven förångningsprocess.
5.
Redogör för två ofta använda kylkompressorer (av deplacementstyp) och
deras kännetecknande egenskaper.
6.
Skissa ett köldmediediagram och lägg in kylprocessen. Ange och förklara
ofta använda storheter och ekvationer.
7.
Redogör för begreppet luftfaktor och dess typiska variation mellan olika
bränslen.
8.
Redogör principiellt för förbränningsstegen vid fastbränsleeldning.
9.
Redogör för begreppet förbränningsverkningsgrad (enl använd definition i
kursen) och hur den kan bestämmas.
10.
Redogör för högtemperaturkorrosion i förbränningsanläggningar.
11.
Redogör principiellt för vattenbehandlingen i anläggningar med höga krav
på spädvattnet (t ex ångkraftsanläggningar).
12.
Redogör principiellt för två olika typer av ångturbinreglering.
13.
Redogör principiellt för två vanligt förekommande sotningsmetoder i stora
förbränningsanläggningar.
14.
Förklara principen för destillation av råolja.
15.
Redogör principiellt för innebörden i begreppet krackning i samband med
framställning av oljeprodukter.
3 (4)
Del 2, bestående av 6 uppgifter om 5 p vardera
Uppgift 1 skall ej göras av student med godkänd kontrollskrivning 1
1.
En kylanläggning med R134a som köldmedium har förångningstemperatur
-30 C och kondenseringstemperatur 40 C.
Vätskan underkyls 10 K i kondensorn och i anläggningen har monterats
en suggasvärmeväxlare som ytterligare underkyler vätskan 12 K.
Köldmediet överhettas 6 K i förångaren och temperaturen på ångan i röret
mellan suggasvärmeväxlaren och kompressorn stiger ytterligare 5 K.
Lägg in processen i ett köldmediediagram (se bilaga) och beräkna värmefaktorn.
Uppgift 2 skall ej göras av student med godkänd kontrollskrivning 2
2.
Acetylen (C2H2) förbränns i luft med 20 % luftöverskott. Bestäm förhållandet luft/bränsle på massbasis.
3.
En frånluftsvärmepump användes för energiåtervinning ur frånluften
från ett flerbostadshus. En köldbärarkrets förbinder värmepumpens
förångare med ett kylbatteri (värmeväxlare) i frånluften.
Frånluften har tillståndet 20 C, 45 % RF och spec. värme för köldbäraren
är 3,5 kJ/(kg K).
a) Beräkna kylbatteriets kyleffekt om frånluften kyls till 5 C vid frånluftsflödet 3 kg/s.
b) Rita in processen i ett köldmediediagram för R134a (se bilaga) med
följande data och beräkna värmeeffekt och värmefaktor.
Förångningstemperatur
-5 C
Kondenseringstemperatur
55 C
Överhettning
5 C
Underkylning
10 C
Kompressorverkningsgrad
70 %
4 (4)
4.
En gasturbin arbetar mellan 1 bar, 20 C och 5 bar, 750 C. Kompressorn
har isentrop verkningsgrad 75 %, turbinen 85 %. Övriga förluster försummas.
a) Skissa processen i ett s,T-diagram
b) Beräkna turbinarbetet.
c) Beräkna kompressorarbetet.
d) Beräkna processens avgivna nettoarbete och termiska verkningsgrad.
5.
Ett gasformigt bränsle har följande volymetriska sammansättning:
CH4: 40 %, CO: 25 %, H2: 10 %, CO2: 5 %, O2: 2 %, N2: 18 %
Bränslet förbränns i luft med (A/F)vol = 8. Bestäm rökgasens sammansättning och dess daggpunkt.
6.
En ångmaskin i ett fordon antas ha admissionsdata 70 bar, 500 C.
Ångan kondenserar i kondensorn vid trycket 0,5 bar och utgående kondensat antas ha mättningstemperatur.
Turbinens isentropiska verkningsgrad kan sättas till 0,70.
Beräkna anläggningens termiska verkningsgrad och avgiven effekt, om
värmebelastningen på kondensorn är 175 kW.
o
\s
€r
o
o
o
!
o
(J
o
Itt
'll
1-t'l
-<-//
.\\, /
"%
a
nh ;
's'
*o
.J(o
"%
dv
^s
qN
%t"
,s
\5
%o,
%",
t,c$
+
oooc
(U
o006
o0o
0/
<
ooo€/
i
l
0005/
000/
t
5j
tJI
y3
JalauouJJal
ou,
JJo)
r1
PRAKTISK KYTjIEKNIK
3al
ntr'
2aqqc
-O- cCoa. o.a.a..
a a oao
6
),
a
a.
d
a.
o
a
-a.
c
a
+
aa
o
ö
o"
a
a
ö -oa
F &öo
ä o" aä--.
c o a aa
6
1a
O
:i
ö
a
:i
a
.+
c]
00
.:r
+
ss
o
%ou
a
ar)
E
6>
cni
aJ
=I
rr'l
ö..1
cn
!p-:
Fg*
'&L o
å-qg
,: Erl
ö:a
äi7
vco AY6
E
tl. F.Ft
la)
24
S
ca
öI
OO\
OO
F- \O ra
+
cn
OO\
0O
tr- \O
tr)
C..l
[reg] ernsser4
DnGRAM oCH TABELLER
:<
0
u
7Dh
c,
ao
\s
(c;
.9
lt
""-
t:o@
troo
ts9lo;\:
c')E N r
=Clr;
.oP-??
Ed
Y@
s
I
t
i
lsuo
FE
ui
t
t 200
s, i-diogrom för
votten
Hzo
kJ/k9
ti,=o kJ/kg
sir'0 kJlkg x
4000
Referens; s€ pkt
6.47
<a",P,
Fig
6.47o