energetski strojevi

7/28/2019 energetski strojevi

1/41

Sveuilite u ZagrebuFakultet strojarstva i brodogradnje

ENERGETSKI STROJEVI

Tomislav Kouhm.b. 35981040


2/41

2

1. ZADATAK: U standardnom Otto ciklusu sa zrakom maksimalna i minimalna

temperatura iznose t3 = 1440 C i t1 = 23 C. Dovedena toplina u ciklusu je Qdo = 950 kJ.

Potrebno je odrediti:

a) veliine stanja (tlak, temperaturu ivolumen) u karakteristinim tokamaciklusa

b) kompresioni omjerZadano:

t1 = 23 C, T1 = 296,15 K t1 mint3 = 1440 C, T3 = 1713,15 K t3 maxcp = 1,005 kJ/kgK

cv = 0,718 kJ/kgK

=1,4p1 = 1,01325 bar

Qdo = 950 kJ

a) veliine stanja

3 2 2 3

1,4

1 1 0,42 2 2

2 1

1 1 1

2

2 2 2 22

900( ) 1713,15 459,67 186,52

0,718

459,671,01325 4,72049

296,15

1,005 0,718 0,287 /

287 459

dodo v

v

p v

QQ mc T T T T K C

mc

p T Tp p bar

p T T

R c c kJ kgK

RTp v RT v

p

3

311 1 1 1

1

3 3 33 2

2 2 2

4 2 24 3

3 1 1

4 4 4

4 11 1 1

,670,27947 /

472049

0,8388 /

17,59

3,776

1103,64 830,49

m kg

RTpv RT v m kg

p

p T Tp p bar

p T T

p v vp p bar

p v v

p T pT T K C

p T p

b) kompresioni omjer

1

2

3,0v

v


3/41

3

2. ZADATAK: Kod standardnog diesel ciklusa sa zrakom omjer adijabatske ekspanzije je

e=7, dok je omjer adijabatske kompresije k = 14. Tlak i temperatura na poetku procesakompresije su p1=94 kN/m

2 odnosno t1=43C. Tlak na kraju adijabatske ekspanzije je

p3=256kN/m2. Potrebno je odrediti:

a) maksimalnu temperaturu ciklusab) srednji efektivni tlakc) termodinamiku iskoristivost ciklusa

Zadano:

e = 7 R = 0,287 kJ/kg

k= 14 cp = 1,005 kJ/kg

p1 = 94 kN/m2 = 0,94 bar cv = 0,718 kJ/kg

t1 = 43 C= 317,15 K

p3 = 256 kN/m2 = 2,56 bar

=1,4

a) maksimalna temperatura ciklusa

CKV

VTT

V

V

T

T

CKp

pTTp

p

T

T

ppbarV

Vpp

V

V

p

p

CKV

VTT

V

V

T

T

V

V

V

Vke

98,220813,2482

57,59072,863

m,42,391494,0

26,63841,911

14,7

1

2

143

1

3

4

4

3

1

414

1

4

1

4

32

4,1

2

112

2

1

1

2

1

2

112

1

2

1

1

2

2

1

3

4

b) srednji efektivni tlak psref

barvv

Wp

kmv

vkgmp

RTv

kgkJqqW

kgkJTTcq

K

V

V

TT

V

V

T

T

kgkJTTcq

m

v

p

99,1006914,0968,0

99,987

/06914,014

968,0

14/968,0

94000

15,317287

/99,98758,59057,1578

/58,59069,113915,317718,0

69,11397

13,2482

/57,157841,91113,2482005,1)(

21

312

3

1

11

0

410

4,01

3

4

34

1

3

4

4

3

23

c)termodinamika iskoristivost ciklusa

6,057,157

58,590110

q

qD


4/41

4

3. ZADATAK: Standardni diesel ciklus sa zrakom s dvostrukim izgaranjem ima

kompresioni omjerk= 13. na poetku kompresije su tlak, temperatura i volumen redom p1 =0,93 bar, t1=15C i V1= 3,7 lit. Koliina topline koja se dovodi tijekomciklusa je Qdo = 7 kJ,od koje se 1/3 dovodi uz konstantni volumen a ostatak uz konstantni tlak. Potrebno je

odrediti:

a) veliine stanja (tlak, temperaturu i volumen) u karakteristinim tokama ciklusab) termodinamiku iskoristivost ciklusa

Zadano:

k= 13 zrak:

p1 = 0,93 bar =1,4t1 = 15 C T1 = 288,15 K cp = 1,005 kJ/kgKV1 = V5 = 3,7 lit cv = 0,718 kJ/kgK

Qdo = 6,6 kJ

a) veliine stanja u karakteristinim tokama procesa

23

34 23

1 12 3

2

1,42 1 12 1

1 2 2

1 1

0,4

2 1 12 1

1 2 2

2 2

12,2

3

6, 6 2, 2 4, 4

3, 713 0, 2846

13

0, 93 13 33, 729

288,15 13 803,88 530,73

do

do

k

k

Q Q kJ

Q Q Q kJ

V VV l V

V

p V Vp p bar

p V V

T V VT T K C T V V

p V m

5 3

2 22

2

2323 3 2) 3 2

3434 4 3 4 3

3

33, 729 10 0, 2846 100,004162

287 803, 46

2,2803,,88 1540,88 1267, 73

0,004162 0,718

4,41540,88 2592,80 2319, 65

0,004162 1,005

v

v

p

p

p VRT m kg

RT

QQ mc T T T T K C

mc

QQ mc T T T T K C

mc

p

3 3

3 2 3 4

2 2 2

4 4 44 3

3 3 3

1 1 0,4

5 4 45 4

4 5 5

5 4

4 5

1540,88

33, 729 64, 65803,88

2592,800, 2846 0, 4788

1540,88

0,47882592,80 1144, 32 871,17

3, 7

T T

p p bar p pp T T

T V TV V l

T V T

T V VT T K C

T V V

p V

p V

1,4

45 4

5

0,478864, 65 3, 69

3, 7

Vp p bar

V


5/41

5

b) termodinamika iskoristivost

510,0041620,7181144,32288,152,52,558

11 0,612

6,6

od v

od

do

QmcTT

Q

Q


6/41

6

4. ZADATAK: Idealni Stirlingov ciklus sa zrakom, uz potpunu regeneraciju topline, ima na

poetku izotermalne kompresije tlak, volumen temperaturu redom p1 = 100 kN/m2,

V1=0,04m3 i t1 = 29 C. Minimalni volumen tijekom ciklusa je Vmin = 0,0045 m

3, dok je

maksimalna temperatura ciklusa tmax=710C. Potrebno jeodrediti:

a) korisni radb) termodinamiku iskoristivostc) termodinamiku iskoristivost ako regeneracija

nije ukljuena

Zadano:

tmax= 710 C Tmax = T3 = T4 = 983,15 K zrak:p1 = 100 kN/m

2 = 1,00 bar =1,4t1 = 29 C T1 = T2 = 302,15 K cp = 1,005 kJ/kgKV1 = V4 = 0,04 m

3 cv = 0,718 kJ/kgK

Vmin = V2 = V3 = 0,0045 m3

a) korisni rad

4 4 44 1

1 1 1

5434 41

3

983,151,00 3,25

302,15

0,04ln 3,25100,04ln 284020,0045

Tp Tp p bar

Tp T

VWpVV

b) termodinamiku iskoristivost

2 1 12 1

1 2 2

3 3 33 2

2 2 2

5

1 11 1 1

1

5112 1 1

2

23

0,041,00 8,88

0,0045

983,158,88 28,894

302,15

1,00 10 0,040,04612

287 302,151,00

ln 1,00 10 0,04 ln 8,7358,88

(v

V p Vp p bar

V p V

T p Tp p bar

T p T

p Vp V mRT m kg

RTp

Q p V kJ p

Q mc T

3 2

5334 4 4

4

41 1 4

34 23

12 41

) 0,04612 0,718 983,15 302,15 22,55

28,894ln 3, 25 10 0,04 ln 28, 404

3,25

( ) 0,04612 0,718 302,15 983,15 22,55

28, 404 22,55 50,954

8,735 22,55 3

v

do

od

T kJ

pQ p V kJ

p

Q mc T T kJ

Q Q Q kJ

Q Q Q

1, 28531, 2851 1 0,386

50,954od

do

kJQ

Q


7/41

7

5. ZADATAK: Kod regenerativnog Rankinovog ciklusa tlak i temperatura na ulazu u turbinu

sup0 odn. t0, dok je temperatura pri kojoj se odvija kondenzacija u kondenzatoru tk. Ciklus ima

tri regenerativna predgrijaa kondezata (odn. napojne vode): niskotlani i visokotlanipovrninski i mijea (otplinja) izmeu njih. U sva tri predgrijaa realizira se isti prirasttemperature kondenzata odn. napojne vode. Temperatura s kojom napojna voda naputa

posljednji predgrija je 65% temperature pri kojoj se odvija isparavanje u generatoru pare.Kondenzat pare za predgrijavanje se iz niskotlanog predgrijaa s karakteristikom tNTubacuje uotplinja pomou pumpe, a iz visokotlanog s karakteristikom tVT preko prigunice takoer uotplinja. Uz unutarnju (izentropsku) iskoristivost t i mehaniku iskoristivost meh turbinarazvija efektivnu snaguPef. Potrebno je:

a) skicirati toplinsku shemu parno turbinskog postrojenja i prikazati ciklus u T sdijagramu;

b) odrediti ukupnu koliinu pare na ulazu u turbinu i koliine pare za nereguliranaoduzimanja;

c) odrediti termodinamiku iskoristivost ciklusa.

Zadano je:

p0=85 bar

t0=515 C (T0=788 K)

tk=25 C (Tk=298 K)

tNT=4 C

tVT= - 3 C

t=0,86

meh=0,98

Pef=50 MW

a) toplinska shema parnoturbinskog postrojenja:


8/41

8

Ts dijagram procesa:

Oitane i izraunate vrijednosti entalpija (hs dijagram i toplinske tablice):h1=3428 kJ/kg (zap0=85 bar i t0=515 C)

h2=2003,37 kJ/kg

h3= h4=104,74 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t4=25 C)

h5=341,02 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t5=t4+t=25+56,5=81,5 C)

h6= h7=580,34 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t6=t5+t= 81,5+56,5=138 C)

h8=827,16 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t8=0,65299,24=194,5 C)

h9=2906 kJ/kg (zap10=13 bar is1=6,735 kJ/kgK)

h10= h11=814,22 kJ/kg (za vrelu kapljevinup10=13 bar)

h12=2643,56 kJ/kg

h13=2364,79 kJ/kgh14= h15=357,823 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t14=81,5+4=85,5 C)

k73,6131291 sssss

kJ/kg;5,2651kJ/kg;823,357

kJ/kgK;5343,7kJ/kgK;13953,1:C85,5za

875,013953,15343,7

13953,1735,6

kJ/k79,2364823,3575,2651875,0823,357

kJ/kg;12,2729kJ/kg;34,580

kJ/kgK;94308,6kJ/kgK;7175,1:C138za

96,07175,194308,6

7175,1735,6kJ/kg56,264334,58012,272996,034,580

kJ/kg;4,2546kJ/kg;74,104

kJ/kgK;5561,8kJ/kgK;3669,0:C25za

7776,03669,05561,8

3669,0735,6

kJ/kg37,200374,1044,25467776,074,104

"

13

'

13

"13

'13

'

13

"

13

'

131313

'

13

"

1313

'

1313

"

12

'

12

"

12

'

12

'

12

"

12

'

121212

'

12

"

1212

'

1212

"

2

'

2

"

2

'

2

'

2

"

2

'

222

'

2

"

22

'

22

'

2

"

22

'

22

hh

ss

ss

ssx

hhxhh

hh

ss

ss

ssx

hhxhh

hh

ss

ss

ssxssxss

hhxhh

Uvijet zadatka: u sva tri predgrijaa realizira se isti prirast temperature kondezata.


9/41

9

5,563

255,194

t

b) ukupna koliina pare na ulazu u turbinu i koliine pare za neregulirana oduzimanja

Jednadbe dobivene iz toplinske bilance predgrijaa:

:

:

:

451413453452451

56515351225111

109178

hhmhhhhmhhmhhmTP

hhmhhmhhmhhmOTP

hhmhhmVTP

Efektivna snaga parnoturbinskog postrojenja: 2133212229121 hhmhhmhhmhhmPmehtef

Rijeenje jednadbi koje se dobiva koritenjem programa MATLAB iznosi:

kg/s06,4

kg/s79,3

kg/s66,5kg/s96,47

3

2

1

m

m

mm

c) termodinamika iskoristivost ciklusa

MW02,51

98,0

5073,12kJ/s1247316,827342896,47

409024,0736,124

02,51

81

m

ef

t

do

do

t

PP

hhmQ

Q

P

9,40409,0


10/41

10

6. ZADATAK: Parametri pare na ulazu u turbinu parnoturbinskog ciklusa s regenerativnimpredgrijavanjem i meupredgrijavanjem pare su tlak i temperaturap0 odn. t0, dok je tlak prikojem se odvija kondezacija pare u kondenzatoru pk. Meupredgrijanje se izvodi pri tlakupme do temperature meupredgrijanja tme. Turbina ima dva neregulirana oduzimanja kodtlakovap1,od ip2,odza povrinske predgrijae kondenzata s karakteristikama t1 i t2. Nastali

kondenzat u povrinskim predgrijaima se pumpama uvode u vod napojne vode izapojedinog predgrijaa. Unutarnje (izentropske) iskoristivosti visokotlanog i niskotlanogdijela turbine su t,VT i t,NT. Unutarnja (izentropska) snaga turbine jePt. Potrebno je:


b) odrediti ukupnu koliinu pare na ulazu u turbinu i koliine pare za nereguliranaoduzimanja;

c) odrediti termodinamiku iskoristivost ciklusa.

Zadano je:

p0=85 bar

t0=515 C (T0=788 K)pk=0,07 bar

pme=17,5 bar

tme=500 C (Tme=773 K)

p1,od=4,5 bar

p2,od=25 bar

t1=4 C

t1= - 3 C

t,VT=0,86

t,NT=0,85

Pt =50 MW



11/41

11


Oitane vrijednosti entalpija (hs dijagram i toplinske tablice):h1=3428 kJ/kg (zap0=85 bar i t0=515 C)h2=2976 kJ/kg (zas2=6,735 kJ/kg ipme=17,5 bar)

h3=3492 kJ/kg (zap3=17,5 bar i t3=500 C)

h4=2330 kJ/kg (zas4=7,495 kJ/kg ip4=0,07 bar)

h5=h6=163,28 kJ/kg (za vrelu kapljevinup5=0,07 bar)

h7=605,76 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t7=t15-t1=147,92-4=143,92 C)

h9=975,28 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t9=t12-t2=223,94+3=226,94 C)

h11=3064 kJ/kg (zas11=6,735 kJ/kg ip2,od=25 bar)

h12=h13=961,3 kJ/kg (za vrelu kapljevinup12=25 bar)


h15= h16=622,9 kJ/kg (za vrelu kapljevinup15=4,5 bar)

kJ735,61121 sss kJ49,71443 sss

b) ukupna koliina pare na ulazu u turbinu i koliine pare za neregulirana oduzimanja

Jednadbe dobivene iz toplinske bilance predgrijaa i toaka mijeanja kondenzata: ::

:

:

1013191

12111891

81162721

151426721

hmhmhmmB

hhmhhmmVTP

hmmhmhmmm

hhmhhmmmNTP

Efektivna snaga parnoturbinskog postrojenja:

414211431,2111111,

hhmmmhhmm

hhmmhhm

NTt

VTtt

Rijeenje jednadbi koje se dobiva koritenjemprograma MATLAB iznosi:


12/41

12

kg/s76,5

k2,97kg/s53,6

k3,60kg/s95,43

2

101

8

m

hm

hm


12,97334295,43

4635,0107878

50000

101

hhmQ

Q

P

do

do

t

3,464635,0


13/41

13

7. ZADATAK: Para se dovodi iz generatora pare u visokotlani dio turbine s tlakom itemperaturomp0 odn. t0, u kojem ekspandira uz unutarnju (izentropsku) iskoristivost t,VT do

tlaka p1. Dio pare Dodse ovdje oduzima kao regulirano oduzimanje za tehnoloke potrebe uprocesnoj industriji. Ostatak pare dalje ekspandira u srednjetlanom dijelu turbine uzunutarnju (izentropsku) iskoristivost t,ST do tlaka potp gdje se dio pare oduzima za za

otplinja. Nakon toga nereguliranog oduzimanja preostali dio pare ekspandira u niskotlanomdijelu turbine uz unutarnju (izentropsku) iskoristivost t,NT do tlaka kondezacije tk. Kondezat

reguliranog oduzimanja vraa se u otplinja s temperaturom tpov. Unutarnja (izentropska)snaga turbine jePt. Potrebno je:


b) odrediti ukupnu potrebnu koliinu pare na ulazu u turbinu i koliinu pare oduzete zaotplinja;c) odrediti termodinamiku iskoristivost ciklusa.

Zadano je:

p0=85 bar

t0=515 C (T0=788 K)

tk=25 C (Tk=298 K)

p1=12,5 bar

potp=4 bar

tpov=30 C (Tk=303 K)

Dod=20 t/h

t,VT=0,89

t,ST=0,87

t,NT=0,86

Pt =45 MW



14/41

14


Oitane vrijednosti entalpija (hs dijagram i toplinske tablice):h1=3428 kJ/kg (zap0=85 bar i t0=515 C)

h2=2003,37 kJ/kg (isto kao i u zadatku 5)

h3= h4=104,74 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t3=25 C)

h5=h6=604,4 kJ/kg (za vrelu kapljevinup5=4 bar)


h8=125,61 kJ/kg (za vrelu kapljevinu t8=30 C)

h9=2674 kJ/kg (zas9=6,735 kJ/kg ip9=4 bar)

k73,69721

ssss

Toplinska bilanca otplinjaa: : 54219281 hmhmmmhmhmOTP Efek

tivna snaga parnoturbinskog postrojenja: 2921,971,71, hhmmmhhmmhhmP NTtSTtVTtt

Rijeenje jednadbi koje se dobiva koritenjem programa MATLAB iznosi:

kg/4241,8

kg/5489,43

1

m

m


14,603425489,43

366,0122964

45000

61

hhmQ

Q

P

do

do

t

6,36366,0

8. ZADATAK: Srednji promjer stupnja De Lavalover turbine je dsr= 0,8 m a broj okretaja n

= 3000 min-1. Izentropski toplinski pad kojeg prerauje stupanj je his = 60 kJ/kg, dok je


15/41

15

brzina pare na ulazu u stupanj c0 = 85 m/s. Kut toka pare na izlazu iz statorskih lopatica je 1

= 12 . Koeficijenti brzina za statorsku i rotorsku reetku su = 0,95 odnosno = 0,85. Parana ulazu u stupanj je upravo suhozasiena pri tlaku p0 = 6 bar. Maseni protok pare krozstupanja uz puni privod je D = 12,5 kg/s. Debljine izlaznih bridova statorskih i rotorskih

lopatica mogu se zanemariti. Potrebno je odrediti:

a) ulazni i izlazni trokut brzina za rotorsku reetkub) specifini rad na obodu kolac) visine statorskih i rotorskih lopatica

Zadano:

n = 3000 min-1 = 50 s-1

dsr= 0,8 m

his = 60 kJ/kg

c0 = 85 m/s

1 = 12

= 0,95

= 0,85

D = 12,5 kg/s

p0 = 6 bar

a) ulazni i izlazni trokut brzina za rotorsku reetku

muwuwc

wcwc

smcwc

smwwww

smucucw

smnDu

smchc

aa

aa

tt

isS

/36,9107,23cos66,12565,38266,12565,38cos2

07,2347,45

82,17arcsinarcsinsin

/82,1712sin70,85sin

/65,3847,4585,0

/47,4512cos66,12570,85266,12570,85cos2

/66,125508,0

/70,858560295,02

22

22

22

22

2

1

11111

1111

2212

22

11

22

11

22

0,1

b) specifini rad na obodu kola

ccuh

c

c

u

a

6,612co36,9112cos70,8566,125coscos

12208,070,85

82,17sin

2211

2

1

12


16/41

16

c) visine statorskih i rotorskih lopatica

stator

slcVm 1111 sin suhozasiena para

c

Vml

d

kgKkJs

kgkJh

kgmV

s

sr

091,0513,212sin70,85

3155,01

sin

513,28,0

/7555,6

/2,2755

/3155,0

111

1

1

3

1

rotor

w

Vml

barp

kgmV

kgKkJs

kgkJhhh

lwVm

r

r

12,065,3807,23sin513,2

38,05,12

sin

5

/38,0

/7555,6

/2,2715602,2775

sin

221

2

3

2

2

2

1222


17/41

17

9. ZADATAK: Stupanj Parsonsove turbine koja se vrti s brojem okretaja n = 3000 min-1 ima

srednji promjer dsr= 0,73 m. Izentropski toplinski pad stupnja je his = 40 kJ/kg, dok je brzina

na ulazu u stupanj c0 = 65 m/s. Izlazni kut statorskih lopatica je 1 = 20 . Keficijenti brzina

za statorske i rotorske lopatice su = = 0,91. Maseni protok kroz turbinu je D = 12,5 kg/s,

dok je para na ulazu u stupanj upravo suhozasiena kod tlaka p = 6 bar. Debljine izlaznih

bridova statorskih i rotorskih lopatica mogu se zanemariti. Potrebno je odrediti:a) ulazni i izlazni trokut brzina za rotorsku reetku

b) karakteristiku stupnjac) specifini rad stupnjad) visine statorskih lopatica uz puni privod pare

Zadano:

Parsonova turbina R = 0,5n = 3000 min-1 = 50 s-1

dsr= 0,73 m

his = 40 kJ/kg

c0 = 65 m/s

1 = 20

= = 0,91

D = 12,5 kg/s

p = 6 bar

khRhkgkJhRh

smnDu

isisS

isisR

/20405,011

/20405,0

/668,1145073,0

,

,


12,45709,036,92

20sin37,191sinsin

3,920cos668,11437,1912668,11437,191cos2

/37,1916520000291,02

1

111

2211

2211

22

0,1

w

c

ucucw

smchc isS

1,4512 , 221

uwuwc

smwhwisR

,12c66,1123,2002668,11423,200cos2

/23,20036,9220000291,02

22

22

22

22

22

1,2

b) karakteristika stupnja

7,037,191

668,144

11 c

u

c) specifini rad stupnja ccuhu ,21,4co45,1020cos37,191668,114coscos2211


18/41

18

d) visine statorskih i rotorskih lopatica uz puni privod pare

h0 = 2755,2a kJ/kg, s0 = s1 = s2 = 6,7555 kJ/kgK

h1= 2735 kJ/kg v1 =0,38 m3/kg , h2 = 2720 kJ/kg v2 =0,42 m

3/kg

mdw

Dvl

mdc

Dvl

R

s

4,3033,073,020sin23,200

42,05,12

sin

6,31031,073,020sin37,191

38,05,12

sin

22

2

11

1


19/41

19

10. ZADATAK: Srednji promjer aksijalnog turbinskog stupnja s reaktivnou R = 0,15 je d sr= 0,73 m uz broj okretaja n = 3000 min-1. Izentropski toplinski pad stupnja je his = 60 kJ/kg

, dok je brzina na ulazu u stupanj c0 = 65 m/s. Kut toka pare na izlazu iz statorskih lopatica je

1 = 13 . Koeficijent brzine za statorske lopatice je = 0,95, dok je za rotorske lopatice =

0,86. Maseni protok pare kroz stupanj je D = 13 kg/s, dok je para na ulazu u stupanj upravo

suhozasiena kod tlaka p = 6 bar. Debljine izlaznih bridova statorskih i rotorskih lopaticamogu se zanemariti. Potrebno je odrediti:

a) ulazni i izlazni trokut brzina za rotorsku reetkub) karakteristiku stupnjac) specifini rad stupnjad) visine statorskih lopatica uz puni privod pare

Zadano:

R = 0,15

n = 3000 min-1 = 50 s-1

dsr= 0,73 m

his = 60 kJ/kgc0 = 65 m/s

1 = 13

= 0,95

= 0,87

D = 13 kg/s

p = 6 bar

c1a = c2a

khRhkgkJhRh

smnDu

isisS

isisR

/516015,011

/96015,0

/668,1145073,0

,

,


86,19340,074,215

13sin92,325sinsin

7,2113cos668,11492,3252668,11492,325cos2

/92,3256551000295,02

1

1

111

2211

22

11

22

0,1

w

c

ucucw

smchc isS


20/41

20

11,5261,069,119

37,19sin02,221sinsin

6,1137,19cos668,114024,2212668,11402,221cos2

37,19332,002,221

86,19sin74,215sinsin

/02,22174,2159000287,02

2

2

22

2

22

22

22

22

2

112

22

1,2

c

w

uwuwc

w

w

smwhw isR

b) karakteristika stupnja

3,092,325

668,114

1

1 c

u

c) specifini rad stupnja na obodu kola

ccuhu 1,41,5co64,1013cos92,325668,114coscos2211

d) visina statorskih i rotorskih lopatica uz puni privod pare

h0 = 2755,5 kJ/kg, s0 = s1 = s2 = 6,7555 kJ/kgK

h1= 2735 kJ/kg v1 =0,38 m3/kg , h2= 2720 kJ/kg v1 =0,42 m

3/kg

mdw

Dv

l

mmdc

Dvl

R

s

5,3032,073,037,19sin02,221

42,013

sin

3,290293,073,013sin92,325

38,013

sin

22

2

11

1


21/41

21

11. ZADATAK: Kao regulacijski stupanj turbine iz 5. zadatka slui dvostupna Curtisovaturbina iji je srednji promjer dsr i vrti se s brojem okretaja n. Pri tome turbina radi uzoptimalnu vrijednost karakteristike. Reaktivnost skretnih lopatica je RSL a prvog i drugog

rotora R1 odn. R2. Izlazni kutevi iz sapnica, 1. rotora, skretnih lopatica i drugog rotora su

redom 11, 21, 12, 22. Koeficijent brzine za sapnice je S=, dok je za ostale reetke

lopatica R1=S1=R2=. Parcijalnost sapnica je , dok se debljina njihovih izlaznih bridovamoe zanemariti. Potrebno je odrediti:

a) ulazne i izlazne brzine za obje rotorske reetke;b) sile na rotorske reetke;c) snagu na obodu kola;

d) visinu sapnica.

Zadano:

dsr=0,4 m

n=6000 min-1

RSL=3 %

R1=2 %R2=3 %

11=10

21=14

12=17

22=31

=0,94

=0,86

=0,5 m

D=m =47,95 kg/s (iz zadatka 5.)

a) ulazne i izlazne brzine za obje rotorske reetke

1. STUPANJ

kJ/kg662,429,16203,0hRh

kJ/kg662,429,16203,0hRh

kJ/kg108,329,16202,0hRh

kJ/k4,15503,002,003,01

97,142

RRR1

hh

kJ/kg142,97J/kg1429682

73,534

2

ch

m/s73,53494,0

65,502cc

m/s65,50225,0

66,125c25,0

c

u

m/s66,12560

60004,0

60

nd

u

is2is,2R

isSLis,SL

is1is,1R

2S1

is,S

is

22

t11is,S

1111t

11

opt11

opt1

sr


22/41

22

09,2237606,043,214

14sin33,333

c

sinwsin

m/s43,214c

1cos66,12536,333266,12536,333cosuw2uwc

296,13229979,053,379

10sin65,502

w

sincsin

m/s36,33363,38786,0ww

m/s63,38753,37910108,32wh2w

m/s53,379w

1cos66,12565,502266,12565,502cosuc2ucw

21

21

212121

21

22

1121

22

2121

1

11

111111

t211R21

232

11is,1Rt21

11

22

1111

22

1111

2. STUPANJ

4,1526,27180

6,274632,03,63

31sin2,68

c

sinwsin

76,4672868,002,74

17sin43,184

w

sinc

sin

m/s82,75c

31cos66,1252,68266,1252,68cosuw2uwc

m/s2,683,7986,0ww

m/s3,7902,7410108,32wh2w

m/s02,74w

17cos66,12543,184266,12543,184cosuc2ucw

m/s43,18445,21486,0cc

m/s45,21443,214662,42ch2c

22

'

22

22

2222'

22

1212

1212

12

22

22

22

2

22

22

2222

t222R22

32

12is,2R22t

12

22

1212

22

1212

t12SL12

22

21is,SLt12

b) sile na rotorske reetke

Obodna komponenta sile za 1. red rotorskih lopatica:

k33,N7,3328,69296,47wwmF,1c3,333,13co53,379coswcosww

u21u111u

21211111u21u11


23/41

23

Obodna komponenta sile za 2. red rotorskih lopatica:

kN5,2N6,5232,10996,47wwmF,13c2,676,46co02,74coswcosww

u22u122u

22221212u22u12

Aksijalna komponenta sile za 1. red rotorskih lopatica:

N7,31865,696,47ccmF,0,2si4,2110sin65,502sincsinccc

a21a11a1

21211111a21a11

Aksijalna komponenta sile za 1. red rotorskih lopatica:

N4,90179,1896,47ccmF,14,1si8,7517sin43,184sincsinccc

a22a12a2

22221212a22a12

Ukupna obodna sila:

,36,527,3322FFF 2u1uu

Ukupna aksijalna sila:

14,907,318FFF 2a1aa

c) snagu na obodu kola

,44866,1253,3846uFPuu

d) visina sapnica

mm6,62m0626,05,010sin65,502

057,096,47

m5,0

)(/kgm057,0

kJ/32821463428

kJ/kg146

kJ/kg3428

sinsin

3

1

,12

,

1

1111

1

11111

S

isSSS

isS

S

SS

l

dijagrashizv

hhh

h

h

c

vm

llcvm


24/41

24

12. ZADATAK: Kod plinsko turbinskog agregata instaliranog na brodu visokotlanistupanj turbine pogoni kompresor a niskotlani stupanj brodski vijak preko reduktora.Kompresioni omjer je k = 8, dok je maksimalna temperatura ciklusa t3 = 700 C. Unutarnje

(izentropske) iskoristivosti kompresora te visokotlanog i niskotlanog stupnja plinske turbinesu redom t, k= 0,88, t,VT = 0,90 i t,NT= 0,90. Mehanike iskoristivosti kompresora i turbine

su jednake i iznose meh = 0,98. Stanje zraka na usisu je tlak pa =1,01 bar i ta =25 C. Maseniprotok zraka kroz agregat je mz = 65 kg/s (masa ubaenog goriva se moe zanemariti).Potrebno je odrediti:

a) tlak izmeu visoko i niskotlanog turbinskog stupnjab) termodinamiku iskoristivost ciklusac) efektivnu snagu koja se predaje brodskom vijku

Zadano:

k= 8

t3 = 700 C T3 = 973,15 K

t, k= 0,88

t,VT = 0,90

t,NT = 0,90

meh = 0,98

pa =1,01 bar

ta =25 C T1 = 298,15 Kmz = 65 kg/s



25/41

25

a) tlak izmeu visoko i niskotlanog turbinskog stupnja

barT

T

ppT

T

p

p

barpp

barT

Tpp

T

T

p

p

T

T

p

p

KTT

TTTT

TT

Kc

WTTTTcW

kgkJTTcW

KTT

TT

TT

TT

Kp

pT

p

pT

p

pTT

p

p

T

T

p

p

p

pp

p

p

p

p

ppp

i

VTt

vtT

pg

VT

pVT

paC

c

c

i

i

i

i

i

i

23,515,973

35,859

08,8

08,8

08,815,298

28,40101,1

35,85990,0

73,87015,97315,973

73,87015,1

78,11715,973

/78,11715,29834,415005,1

34,41588,0

15,29828,40115,298

28,401815,298

4,0

4,1

1

3

4

34

1

3

4

3

4

32

2

4,0

4,12

1

1

212

1

1

2

1

21

1

22

,

4334

43

43,

3443

12

1212

12

12

4,1

4,0

1

1

21

1

1

1

1

212

1

22

1

1

2

1

212

1

21

2

b) termodinamika iskoristivost ciklusa

51,028,40115,97393,57673,870

9,5729,54473,8709,073,870

29,54423,5

01,173,870

23

54

54,45

54

54,

4,1

4,01

4

5

45

1

5

4

5

4

TTTT

TTTTTT

TT

Kp

pTT

p

p

T

T

NTtNTt

c) efektivna snaga

TTcmPpgzef ,22,5473,87015,16554


26/41

26

13. ZADATAK: Kod plinskoturbinske elektrane za pokrivanje vrnog optereenja ukupnikompresioni omjer je k = 8 i realizira se redom u tri kompresione grupe (niskotlanoj,srednjetlanoj i visokotlanoj) viestupnog aksijalnog turbokompresora. Temperatura zrakana ulazu u turbokompresor je tat = 27C, dok se potpunim meuhlaenjem pri idealnimmeutlakovima zraku iza niskotlane i srednjetlane grupe snizuje temperatura. Tlak okolia

je pat = 1,01 bar. Visokotlana turbina pogoni turbokompresor a niskotlana elektrinigenerator. Temperatura plinova izgaranja na ulazu u visokotlanu turbinu je t 3 = 700 C, dokse meuizgaranjem na ulazu u niskotlanu turbinu plinovima izgaranja povisuje temperaturana vrijednost t5 = 900 C. Plinovi izgaranja nakon niskotlane turbine prolaze krozizmjenjiva topline u kojem predaju toplinu komprimiranom zraku koji naputa kompresor, tes temperaturom t7 = 270 C izlaze u atmosferu. Izentropska iskoristivost pojedine

kompresione grupe je t,k= 0,87, dok je ista za visokotlanu turbinu t,VT= 0,89 i niskotlanuturbinu t,NT = 0,88. Maseni protok zraka je mz = 70 kg/s, dok masu goriva ubaenu ikomorama izgaranja moete zanemariti. Za proces kompresije treba uzeti cp = 1005 J/kgK i = 1,4 a za proces izgaranja i ekspanzije cp = 1150 J/kgK i = 1,333. Potrebno je odrediti:

a)

unutarnju snagu postrojenjab) termodinamiku iskoristivost postrojenjac) omjer radovad) omjer temperatura izmjenjivaa topline

Zadano:

k= 8

tat = 27C T1 = 300,15 Kpat = 1,01 bar

t8 = 700 C T8 = 973,15 Kt10 = 900 C T10 = 1173,15 Kt12 = 280 C T12 = 553,15 Kt,k= 0,88

t,VT = 0,90

t,NT = 0,90

mz = 70 kg/s

cp = 1005 J/kgK

= 1,4

cpg = 1150 J/kgK

= 1,333



27/41

27

a) unutarnja snaga postrojenja

omjer tlakova za svaki stupanj bp

p z283

1

1

1

2

T1 = T3 = T5 i T2 = T4 = T6

kgkJTTcW

TTTT

TT

TT

Kp

pTT

p

p

T

T

apCNT

NTt

NTt

/32,6415,30015,364005,1

1,3688,0

15,30047,35615,300

47,356215,300

12,

,

12

12

12

12

,

33,1

33,0

1

1

2

12

1

1

2

1

2

Rad visokotlane turbine k/4,21490,0

32,643

TTTT

TT

TT

KTp

p

T

T

p

p

T

T

p

p

KTT

TTTT

TT

Kc

WTTTTcW

NTt

NTt

VTt

VTt

gp

VTt

gpVVT

89,85790,0

42,88915,117315,1173

42,889319,1

15,1173319,105,,3

05,3

62,2

8

62,2766

15,973

76690,0

71,78615,97315,973

71,78615,1

4,21415,973

,

1110

1011

1110

1110

,

11

33,1

33,01

11

10

11

10

11

10

33,0

33,1

1

9

8

9

8

,

98

89

98

98

,

,

,

8998,

MWmWP

kgkJWWW

kTTcW

zUKUK

VTTNTTUK

gpNTT

5,403867095,576

/95,5764,21455,362

/5,36)89,85715,1173(15,11110,

b) termodinamiku iskoristivost postrojenja

476,0932,760

55,362

/93,76071,78615,117315,191,69715,97315,1

91,697

15,55389,85705,1

15,115,364

910,78,

7

1211

,

,

6767,1211,

T

gpgp

ap

gp

apgp

KTTcTTcQ

KT

TTc

cTTTTcTTc

c)omjer radova

omjer radova 6,095,576

55,362


28/41

28

d) omjer temperatura izmjenjivaa topline

,015,3642,889

15,3691,697.

611

67

TT

TTTO


29/41

29

14. ZADATAK: Kombi postrojenje se sastoji od plinsko turbinske i parno turbinskejedinice. Ispuni plinovi iz otvorenog plinsko turbinskog ciklusa se uvode u generator pareciklusa parne turbine. U generatoru pare jo izgara gorivo. Tlak i temperatura na ulazu ukompresor sup1=1,01 bar odn. t1. Kompresioni omjer plinskoturbinske jedinice je k, dok

je maksimalna temperatura ciklusa t3. Dodatnim izgaranjem goriva u generatoru pare podie

se temperatura ispunih plinova iz plinske turbine na temperaturu tul a plinovi izgaranjanaputaju generator pare s temperaturom tiz. Parametri pare na ulazu u turbinu su tlakp0 itemperatura t0, dok se kondenzacija u kondenzatoru odvija pri temperaturi kondenzacije tk.

Unutarnje (izentropske) iskoristivosti turbokompresora, plinske i parne turbine su redom t,k,

t-gt, t-st. Kombi postrojenje treba imati ukupnu unutarnju snagu Pt. Za proces kompresije

treba uzeti cp=1005 J/kgK i =1,4 a za proces izgaranja i ekspanzije cp=1150 J/kgK i =1,333.

Potrebno je:

a) skicirati toplinsku shemu postrojenja i prikazati cikluse u Ts dijagramu;

b) odrediti masene protoke plinova izgaranja (odn. zraka) i pare;

c) odrediti unutarnje snage plinske i parne turbine;

d) odrediti tremodinamiku iskoristivost ciklusa.

Zadano je:

p1=1,01 bar t,k=0,86

t1=15 C (288 K) t-gt=0,87

k=10 t-st=0,83

t3=950 C (1223 K) Pt=55 MW

tul=925 C (1198 K) cp=1005 J/kgK

tiz=130 C (403 K) =1,4

p0=80 bar cp,g=1150 J/kgK

t0=490 C (763 K) g=1,333

tk=20 C (293 K)

a) toplinska shema postrojenja


30/41

30

Ts dijagram plinskoturbinskog procesa:

Ts dijagram parnoturbinskog procesa:

3

'

3,'

21

21, ;

T

T

TT

TTgttkt

Oitane vrijednosti entalpija (hs dijagram i toplinske tablice):

2ikJ/698,6za(kJ/kg74,1960

C94ibar80(zakJ/kg3372

)C94ibar80za(kJ/kgK6985,6

222

001

0021

tsh

tph

tpss


31/41

31

Plinskoturbinska jedinica:

K68810

1223

55610288

4,1

14,11

1

2

3

4

4,1

14,11

1

212

p

p

T

T

p

pTT

5,76812287,01223

K63,59986,0

556288288

43,3

'

4

,

211

'

2

TTTT

TTTT

gtt

kt

Korisni rad plinskoturbinskog ciklusa:

kJ/kg08,222

,50,155,7512215,11'

2,

'

43,

GT

apgpGT

w

TTcTTcw

Toplina dovedena u plinskoturbinskom ciklusu (u komori izgaranja):

8,763,5912215,1'23,32' TTcqgp Toplina dovedena plinovima izgaranja dodatnim izgaranjem u generatoru pare:

2,555,7511915,1'4,45 TTcq ulgp

Parno turbinska jedinica:Korisni rad parne turbine:

3,174,1933783,021 hhwsttST

Toplina koju odaju plinovi izgaranja u generatoru pare:

2,94011915,1,56 izulgp TTcq Toplina predana pari u generatoru:

1,3286,8333723131 hhq

b) maseni postoci plinova izgaranja

zrprotoseni........ma..........kg/s......41,10092,275965,3

pproto.masenikg/s......92,275500007,1970

5500035,117108,2225965,3

55000

:cikluskombizasnageJednadba

5965,314,328825,914

3156

a

ss

ss

STsGTa

s

asa

sa

m

mm

mm

wmwm

mmmm

qmqm

c) unutarnja snaga plinske i parne turbine

3k3235,117192,27

2k2208,22241,100

STsST

GTaGT

wmP

wmP


32/41

32

d) termodinamika iskoristivost ciklusa

,4,029,5588,71641,100550

4532'

qqm

P

a

t


33/41

33

15. ZADATAK: Jednocilindrini, jednoradni stapni kompresor iji je broj okretaja n = 250min-1 pogoni se elektromotorom snage Pem = 24 kW. Ukupna iskoristivost elektromotornog

pogona izmeu elektromotora i kompresora je ep = 0,87. Tlak i temperatura usisa su pu = 1bar odnosno tu = 24 C. Zrak se komprimira na konani tlak pk = 11 bar. Kompresioni prostorje x = 5,5 % radnog volumena. Promjer cilinda i hod stapa meusobno su jednaki. Eksponent

politropske kompresije je np = 1,29. Za zrak uzeti individualnu plinsku konstantu R = 290J/kgK. Potrebno je odrediti:

a) volumetriku iskoristivostb) izotermalnu iskoristivostc) promjer cilindra i hod stapad) slobodno istisnuti volumen kompresora

Zadano:

n = 250 min-1

Pem = 24 kW

ep = 0,87

pu = 1 bar

tu = 24 C Tu = 297,15 Kpk= 11 bar

x = 5,5 %

np = 1,29

R = 290 J/kgK

z = 1

k = 1

a) volumetrika i izotermalna iskoristivost te promjer cilindra i hod stapa

3

3

33

2

3

5

3

5

29,1

29,01

1

21

29,1

29,01

06931,0

00361,00657,0055,0055,0

437

437,00657,044

4

1126,0101

42,50929007625,0

0657,0

101

15,29729007625,0

/07625,0835,273

87,024

/835,27311

1115,297290

29,0

29,111

1

42,5091

1115,297

mVVV

mVV

mmLD

mV

ddd

V

Vmp

RTmVRTmVp

Vm

p

RTmVRTmVp

skgW

PmmWP

kgkJp

pRT

n

nzW

Kp

pTT

SCA

AC

sS

B

k

kkkkk

S

u

uuuuu

epem

em

n

n

n

n

u

kuk


34/41

34

izotermalna snaga p

pRTm ,1

1

11ln15,2972900762,0ln

1

2

%24,70

70,011

11

0657,0

00361,0111

%45,75

7545,088,20

755,15

88,2087,02424

29,1

11

1

2

ln

ln

v

n

S

Cv

aizoterma

em

izot

aizoterma

epem

p

p

V

V

P

P

kWP

d) slobodno istisnuti volumen

knVVVIS

mppVV

cDA

n

cd

23,0150231,006931,0...

0231,011100361,0

3

329,1

11

1

2


35/41

35

16. ZADATAK:Dvostupni, dvoradni stapni kompresor ima promjer niskotlanog cilinda D =220 mm i hod stapa L = 225 mm. Broj okretaja kompresora je n = 7 min -1, dok je kompresioni

prostor x = 7,5 % radnog volumena. Eksponent politropske kompresije je np = 1,27. Tlak i

temperatura usisa su pu = 1 bar odnosno tu. Zrak se komprimira na konani tlak pk = 825 kPa.Izmeu stupnjeva je potpuno meuhlaenje pri idealnom meutlaku. Ukupna iskoristivost

pogona je ep = 0,75. Za zrak uzeti individualnu plinsku konstantu R = 290 J/kgK. Potrebno jeodrediti:

a) maseni protok zraka kroz kompresorb) snagu elektromotornog pogona

Zadano:

D = 220 mm

L = 225 mm

n = 7 min-1

x = 7,5 %

np = 1,27

pu = 1 bar tu=13 C T1 = 286,15 Kpk= 825 kPa = 8,25 bar

ep = 0,75

R = 290 J/kgK

z = 2

k = 2

a) maseni protok zraka kroz kompresor

KppTT

mVp

pV

mVVV

mV

mLD

V

VV

barp

ppp

n

n

mm

CNT

nm

d

SNTCNTa

CNT

SNT

SNTCNT

z

m

1,3581872,215,286

001471,00006414,01

872,2

0091944,00006414,0008553,0

0006414,0

008553,0225,04

22,0

4

075,0

872,225,81

27,1

27,01

1

1

327,1

11

1

3

3

322

2

1

1

1

21

potpuno meuhlaenje Tm' = T1

skgRT

Vpm

mknVVV

Kp

pTT

cda

n

n

m

m

/002325,015,286290

001930,0101

/001,02125,0001471,00091944,0

1,358872,2

25,815,286

5

1

11

3

1

27,1

27,01

2

2


36/41

36

b) snaga elektromotornog pogona

WkWP

P

skJsJW

p

pRTm

n

nzPW

em

n

n

m

5,6086085,075,0

456368,0

/456368,0/368,456

1

87,215,286290002325,0

27,0

27,121

1

27,1

27,01

1

1


37/41

37

17. ZADATAK: Trostupni, jednoradni stapni kompresor usisva koliinu mz = 5,6 m3/min

zraka pri tlaku i temperaturi usisa pu = 1 bar odnosno tu = 14 C. Zrak se komprimira na

konani tlak pk = 25 bar. Kompresor ima izmeu stupnjeva meuhlaenje pri idealnommeutlaku na temperaturu thl = 28 C. Broj okretaja kompresora je n = 850 min

-1, dok je

kompresioni prostor x = 7 % radnog volumena. Eksponent politropske kompresije je np =

1,30. Za zrak uzmite individualnu plinsku konstantu R = 290 J/kgK. Potrebno je odrediti:a) tlak izmeu stupnjeva kompresora

b) ukupni volumen svakog od cilindarac) snagu kompresora

Zadano:

Vz = 5,6 m3/min k=1, z=3

pu = 1 bar

tu = 14 C Tu = 287,15 Kpk= 25 bar

thl = 28 C Thl = 301,15 Kn = 850 min-1 = 14,16 s-1

x = 7 %

np = 1,30

R = 290 J/kgK

a,b) tlak izmeu stupnjeva kompresora i ukupni volumensvakog od cilindara

cikluskgskgkgRT

Vpm

RTmVp

Kp

pTT

Kp

pTT

KTTT

Kp

pTT

barp

ppp

bar

p

ppp

VV

z

z

n

n

m

m

n

n

m

mmm

hlmm

n

n

m

m

z

mm

z

m

sc

/007911,0/11208,0min/725,615,287290

6,5101

88,385538,8

2515,301

76,38592,2

538,815,301

15,301

71,3671

92,215,287

538,82592,2

92,2251

08,0

5

1

1

11

3,1

3,01

2

222

3,1

3,01

1

212

21

3,1

3,01

1

111

3

1

1

1

212

3

1

1

1

211

cimnVz /006,08506,5 3

usisani volumen po ciklusu


38/41

38

D

nm

cD Vp

pVV 2,2

1

1

1

cSA VVV

3

3

3

5

2

2

22

3

3

3

5

1

1

111

3

3

0009736,008,1

0009015,00008092,08976,0

0008092,010538,8

15,301290007911,0

00285,008,1

002636,0002366,08976,0

002366,01092,2

15,301290007911,0

009515,008,100881,0007911,08976,0

8976,028,108,028,128,2

mVV

mVV

mp

RTmVV

RTmVVp

mVV

mVV

mp

RTmV

RTmVp

mVVmVV

VVVVVVVVVV

SVTAVT

SVTSVT

m

m

VTDA

mDAm

SSTAST

SNTSST

m

mm

mmm

SNTANT

SNTSNT

SSSCSCCSDA

c) snaga kompresora

kWP

p

pRTm

n

nzP

zn

n

406,2

1

215,28729000791,0

30,0

3,131

1

9,3

3,01

1

21


39/41

39

18. ZADATAK:etverocilindrini, etverotaktni diesel motor ima promjer cilindra D = 200mm i hod klipa H = 290 mm. Kod punog optereenja pri broju okretaja n = 750 min-1ostvaruje se srednji efektivni tlak na konici pSETK= 7,05 bar uz specifinu potronju gorivaspg = 0,270 kg/kWh. Na temelju analize ispunih plinova ustanovljeno je da je omjerzrak/gorivo ra/f = 25,5:1. Stanje atmosfere je tlak i temperatura pa = 1,01 bar odnosno ta = 18

C, dok je donja ogrijevna mo goriva Hd = 44200 kJ/kg. Potrebno je odrediti:a) termodinamiku iskoristivost na konici

b) volumetriku iskoristivost motoraZadano:

D = 200 mm = 0,2 m

H = 290 mm = 0,29 m

n = 750 min-1 = 12,5 s-1

pSETK= 7,05 bar

spg = 0,270 kg/kWh

ra/f= 25,5:1

pa = 1,01 barta = 18 C Ta = 291,15 KHd = 44200 kJ/kg

a) termodinamika iskoristivost na konici

3027,044200012,0

574,160.

/01,0/35,43270,0574,160.

.

57,1602

45,1229,02

2,0705000

2

2.

.

22

dg

TK

g

g

sekt

Hm

SK

khkgspgSKm

SK

mspg

k

HnND

p

SK

b) volumetrika iskoristivost motora

62,80116,0

1,0

0116,029,001,042

4

1,0101000

15,291290012,0

/07,0574,16063,6.

3

2

34

s

u

s

z

z

V

V

mHDV

mp

RTmV

ciklkgSKspzm


40/41

40

19. ZADATAK:Dvocilindrini, etverotaktni motor na plin ima promjer cilindra D = 370mm i hod klipa H = 580 mm.Kod broja okretaja n = 420 min-1 razvija okretni moment M =

5,20 kNm. Potrebno je odrediti:

a) snagu na konicib) srednji efektivni tlak na konici

Zadano:

D = 370 mm

H = 580 mm

n = 420 min-1 = 7 s-1

M = 5,20 kNm

a) snaga na konici

nMSK ,22520722.

b) srednji efektivni tlak na konici

,2174

94,2282

2

.22

NnHD

SKsekt

bar


41/41

20. ZADATAK: Tijekom testa etverotaktnog, benzinskog motora dobiveni su sljedeirezultati: srednja vrijednost indikatorskog dijagrama hsr = 23 mm, konstanta opruge k = 29

kN/m2, radni volumen cilinda Vs = 14,75 lit, broj okretaja motora n = 7,6 s-1, optereenje

konice Gk= 82 kg, polumjer konice rk= 0,82 m, potronja goriva pg = 0,0045 kg/s, protokrashladne vode mv = 0,175 kg/s, temperatura rashladne vode na ulazu i izlazu iz kouljice

motora tul = 40 C odnosno tiz = 79 C, toplina ispunih plinova qp= 36 kJ/kg. Ogrijevna mogoriva Hd= 44000 kJ/kg a specifina toplina vode cw = 4,18 kJ/kgK. Potrebno je odrediti:

a) induciranu snagub) snagu na konicuc) energetsku bilancu motora

Zadano:

hsr= 23 mm

k = 28 kN/m2

Vs = 14,5 lit

n = 7,2 s-1

Gk= 80 kgrk= 0,8 m

pg = 0,004 kg/s

mv = 0,17 kg/s

tul = 40 C

tiz = 79 C

qp = 36 kJ/kg

Hd = 44000 kJ/kg

cw = 4,18 kJ/kgK

b) snaga na konici

nMSK

grGkk

,284,6272,722.

84,628,081,980

c) energetsku bilancu motora

cttm

kHg

wulizv

d

,241)4079(175,0)(

1944000045,0

energetski strojevi

Documents

Transcript of energetski strojevi