Lekcja piąta, w której stosujemy Pierwszą Zasadę Termodynamiki do układów otwartych, czyli do rzeczywistych urządzeń inżynierskich, przez które przepływa masa.
Lekcja trwa około 1 godziny.
Jest to ostatnia i najbardziej „techniczna” część Kursu. W tej lekcji omawiamy bilans energii dla maszyn przepływowych, takich jak silniki, turbiny, sprężarki czy wentylatory. Wprowadzamy pojęcie entalpii całkowitej i entalpii uogólnionej, a także uwzględniamy energię kinetyczną i potencjalną strumienia masy.
W lekcji krok po kroku pokazuję, jak:
- zapisywać Pierwszą Zasadę Termodynamiki dla układu otwartego,
- obliczać moc urządzeń przepływowych,
- wyznaczać sprawność wewnętrzną maszyn,
- analizować przepływ energii z użyciem wykresu pasmowego (Sankeya),
- rozwiązywać zadania z uwzględnieniem entalpii, energii kinetycznej i potencjalnej.
Szczególny nacisk położony jest na zadania rachunkowe, w których liczymy moce, sprawności oraz parametry strumienia na wlocie i wylocie maszyny – dokładnie w takiej formie, w jakiej zagadnienia te pojawiają się na egzaminach z termodynamiki technicznej.
Lekcja kończy się testem sprawdzającym zrozumienie bilansu energii dla układu otwartego oraz zestawem zadań obliczeniowych, które pozwalają samodzielnie przećwiczyć pełne zastosowanie Pierwszej Zasady Termodynamiki w praktyce inżynierskiej.
Spis treści:
- 00:05 – początek, informacje wstępne o lekcji
- 01:00 – co już trzeba umieć
- 05:46 – Pierwsza Zasada Termodynamiki – bilans energii dla układu otwartego: zależność między strumieniem ciepła a strumieniem entalpii pracą i strumieniem pracy; entalpia całkowita i uogólniona; sprawność wewnętrzna; wykres pasmowy (Sankeya)
- 18:07 – zadanie 1: zmiana parametrów jednostkowych (entalpii właściwej) dla podgrzanego gazu o podanej stałej gazowej i cieple właściwym
- 24:21 – zadanie 2: moc silnika izolowanego cieplnie, który rozpędza strumień gazu
- 30:19 – zadanie 3: moc silnika, jego sprawność i wykres pasmowy bilansu energii dla podanych
- strumienia ciepła dopływającego, strumienia masy azotu oraz temperatury i prędkości
- 46:25 – zadanie 4: zastosowanie Pierwszej Zasady Termodynamiki w kanale z obracaną turbiną, w której przepływa strumień masy
- 54:53 – uwagi końcowe
Wzory potrzebne do Lekcji
WZORY Termodynamika Pierwsza Zasada (PDF)
Zadanie Domowe
Pobierz Rozwiązania Zadania Domowego (PDF)