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Tutorium Technische Thermodynamik SS 2013
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Aufgabenteil 1
| 1. Aufgabe Ein Volumenstrom von 12 m^3/min LuE soll von 20°C auf 50°C erwärmt werden. Welche Heizleistung ist erforderlich? Der Eintrittsdurchmesser D1 beträgt 10 cm. Wie groß muss der Austrittsdurchmesser D2 sein damit die Geschwindigkeiten am Ein- und Auslass gleich sind.  Lösung: a) geg.: V = 12m^3/min = 0,2m^3/s; O1=20°C; O2=50°C; p=101325 Pa Q = m*cp*DeltaT m=p*V p=p/(Rs*T) Q= p/(Rs*T)*V*cp*DeltaT= 101325Pa/(287J/(kgK)*293K)*0,2m^3/s*1005J/(kgK)*(50-20)K Q=7266W b) geg.: D1 = 0,1m; w1=w2 ges.: D2 Ansatz: Die Geschwindigkeiten am Ein- und Auslass gleichsetzen w1=w2. Die Geschwindigkeit berechnet sich aus Volumenstrom und Querschnittsfläche. w=V/A; A=pi/4*D^2; V=m/p; p=p/(Rs*T) Einsetzen und Kürzen: D2=√(D1^2*(T2/T1))=√((0,1m)^2*323K/293K)=0,105m |
| 2. Aufgabe Ein Volumenstrom von 1 m^3/min Wasser soll von 20°C auf 50°C erwärmt werden. Welche Heizleistung ist erforderlich? Lösung: geg.: V= 1m^3/min= 0,0166m^3/s; O1=20°C; O2=50°C; p=1000kg/m^3 c=4186J/(kg K) Q=m*c*DeltaT=p*V*c*DeltaT Q=1000kg/m^3*4186J/(kg K)*(50-20)K |
| 3. Aufgabe In einem Druckbehälter sollen 2 kg Luft von 20°C auf 50°C erwärmt werden. Welche Wärmemenge wird hierfür benötigt? Lösung: geg.: m=2kg; O1=20°C; O2=50°C; cv=718J/(kg K) Q=m*cv*DeltaT Q=2kg*718J/(kg K)* (50-20)K Q=43080 J |
| 4.Aufgabe geg.: V=0,5m^3; T=293,15K; p=2bar  Wie groß ist die in dem Behälter enthaltene Luftmasse? Der Behälter wird auf 50°C erwärmt. Wie hoch ist der absolute Druck im Behälter? Welche Energiemenge wird für die Erwärmung benötigt? |
