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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 26, 2011, 08:36:49 pm »

versuch es immer über die ideale zustandsgleichung, aber mir fehlt irgendwie dann das mges ... könnte mir bitte jemand helfen

Einen Verdichter über die Idealgasgleichung zu berechnen ist nicht wirklich sinnvoll. Diese Gleichung beschreibt ja nur den Zustand des Gases in einem Punkt.  Was Dir dabei komplett fehlt sind die energetischen Phänomene, die auftreten.

Versuch es doch mal mit den Gleichungen aus der FS. S. 16. Dort ist alles "enthalten" was während einer adiabaten Verdichtung (Gütegrad beachten!) passiert.

Also der Weg ist:
[LIST=1]

• Bestimmung des Isentropenexponenten
• Bestimmung der Austrittstemperatur bei reversiblem Prozessverlauf
• Ermittlung der tatsächlichen Austrittstemperatur mittels Gütegrad

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 25, 2011, 11:53:39 am »

Mein Weg ist 1.HS: Q und P = 0

Korrekt.

dann die Massenströme mal die Enthalpiedifferenzen, also
m2*(h2-h1)+m3*(h3-h1)=0

Wo ist Dein m1? Das System hat 1 Eintrittsöffnung (1) und zwei Austrittsöffnungen (2),(3). Du berücksichtigst zwar die Enthalpie des Eintritts, jedoch nicht seine Masse, da am Punkt 1 nicht m2 in das System eintritt, sondern m1!
Die Bilanz muss also lauten:
[latex]$ 0 = m_1 h_1 - m_2 h_2 - m_3 h_3$[/latex]

dann kann man ja für h einfach die temperaturen einsetzen weil bei =0 sich die Wärmekapazität kürzen.

Richtig.

Hab mal Q12 genau ausgerechnet und komme auf -1,45 Watt. Ist zwar sehr wenig, aber doch vorhanden.

Ist viel zu viel! Ich habe eine Abweichung von [latex]$1,4\cdot 10^{-3}$ (kg K)/s[/latex] von der gesamten Bilanz.

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Prüfungen/Testate 3./4. Sem. / [TT 06] Energielehre

« on: February 24, 2011, 03:16:36 pm »

Raumaufteilung in der Ankündiung der Prüfung auf der Webseite:

http://tu-dresden.de/mw/iet/tt --> Termine --> Klausur Techn. Thermodynamik/Energielehre

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 24, 2011, 12:59:23 pm »

In der Aufgabenstellung wird davon gesprochen, dass diese Trennung ohne Zu- oder Abfuhr von Arbeit und Wärme (adiabate Hülle) erfolgt. Auch wenn dies rein energetisch funktioniert (1. HS erfüllt), muss dieser Prozess nicht zwingend möglich sein. Falls nämlich der Entropieproduktionsstrom nach dem 2.HS negativ ist, ist dieser Prozess so wie er dargestellt wurde nicht möglich. Und genau das kann aber mittels des. 2. HS bewiesen werden.

Aufgabe b) besteht also darin, den 2. HS aufzustellen und zu prüfen, ob S_irr,12 >= 0 ist. Denn nur dann ist der Prozess möglich. Bei negativen S_irr,12 ist der Prozess unmöglich. (Siehe FS, S.14, Gl.(62))

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 23, 2011, 05:33:57 pm »

das killer-argument gegen deine methode ist jedoch, dass es funktioniert hat zumindest kam die lösung raus, die auch angegeben ist.

Ich kann mich irren, keine Frage. Es gibt aber auch Zufälle.

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Prüfungen/Testate 3./4. Sem. / Prüfungsvorbereitung Aufgabe 4.02

« on: February 23, 2011, 12:56:23 pm »

ich dachte, dass die wasserflüssigkeit (lt. aufgabenstellung) vollständig abgeschieden wird und es sich somit um trockene luft handelt !?

Der Wassergehalt der Luft ist größer als der Sättigungswassergehalt. Es ist also mehr Wasser im Gemisch, also von der Luft aufgenommen werden kann ([latex]$x > x_S$[/latex]). Dieses Wasser, welches nicht von der Luft, aufgenommen werden kann fällt als Nebel (oder bei entsprechender Temperatur) als Eiströpfchen aus.

Wenn in der Aufgabe von "vollständiger Abscheidung" gesprochen wird, wird natürlich nur das Wasser abgeschieden, welches nicht von der Luft aufgenommen werden kann. Es gilt also [latex]$\varphi = 1$[/latex].
Es handelt sich also auf keinen Fall um trockene Luft, da diese noch Wasser enthält.

Dafür gibt es zwei Betrachtungsweisen (für t>0°C, also flüssiges Wasser; analog für Wassereis):
1) "übersättigte feuchte Luft": Der flüssige Wasseranteil wird in den Gleichungen der feuchten Luft mit berücksichtigt.
2) Gemisch aus gesättigter feuchte Luft und flüssigem Wasser. Hier sind die Gleichungen der (un)gesättigten feuchten Luft anzuwenden und das flüssige Wasser als eigener Strom zu behandeln.

Beides führt - wenn richtig behandelt - auf identische Ergebnisse.

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 23, 2011, 11:55:17 am »

zB hätt ich den partialdruck des wassers über gleichung (24) ausgerechnet, da wir ja beim perfekten gas sind und ni bei feuchter luft, komm allerdings aufs selbe, von daher is das jetzt auch ni weiter tragisch.

Die das Modell der feuchten Luft, dass in der Vorlesung verwendet wird, basiert ebenfalls auf einem Gemisch idealer Gase. Deshalb ergeben die beiden Gleichungen identische Werte.

so und dann hätt ich weiter über gleichung (20) gerechnet
von wegen
(pw*V)/(mw*Rw)=T
mit mw= masseanteil wasser* gesamtmassestrom

Mit dieser Gleichung stellst Du nur einen Zusammenhang zwischen Temperatur und Volumen her. Was Du ausrechnest ist die Temperatur die der Wasserdampf hätte, falls er das gesamte Volumen zur Verfügung hätte. In dieser Formel sind keine Informationen über die "Speicherfähigkeit" des Gasgemisches für Wasser. Somit kann das nicht funktionieren.

Solche Fragestellungen (wann kondensiert Wasser?) werden immer über den Vergleich des Wasser-Partialdrucks mit dem Sättigungsdampfdruck gelöst. Denn wenn der Wasserpartialdruck gleich dem Sättigungsdampfdruck von Wasser entspricht hat das Gas das Maximum an Wasser "gespeichtert" bzw. aufgenommen. Wird die Temperatur weiter vermindert (und damit der Sättigungsdampfdruck reduziert) muss das Wasser, das von dem Gas nicht aufgenommen werden kann ausfallen, sprich: kondensieren.

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 23, 2011, 11:04:36 am »

hab das über den ersten hauptsatz (gleichung 55) gelöst.

Bei diesem Vorgehen sehe ich gleich mehrere Probleme:
[LIST=1]

• Die technische Arbeit ist im [latex]$P_{12}$[/latex] enthalten. Was hast Du damit gemacht?
  
• Bei diesem Bilanzverfahren hast Du ein halboffenes System, d.h. nur eine Einlass-Öffnung, aber keine Auslass-Öffnung. Du musst also mit der Inneren Energie arbeiten und die Verdichtungsarbeit entsprechend berücksichtigen.
• In Gl. (55) ist die bereits in den Flaschen enthaltene N2O-Masse gar nicht berücksichtigt, da alles angesaugte auch wieder raus geht.
• Was ist mit der Geschwindigkeitsdifferenz? In den Flaschen geht die Geschwindigkeit gegen 0, jedoch während der Verdichtung ist das nicht geben. Eine Möglichkeit wäre, die Bilanz so zu erweitern, dass das N2O ruht - also sehr weit weg vom Ansaugstutzen des Verdichters. Ob das die Aufgabe hergibt ist fraglich.
• Und das Killer-Argument gegen Deine Methode: Das System ist nicht stationär, da sich die innere Energie in den Flaschen durch den Massegewinn mit der Zeit ändert. Damit fällt Gl. (55) komplett raus, da hier [latex]d$U/$d$t$ = 0[/latex] angenommen wurde.
  

Ich denke also, dass es mit dem Bilanzweg evtl. lösbar ist, bin mir aber keineswegs sicher. Aber der Aufwand (und die Fehleranfälligkeit) ist deutlich höher, als bei der Berechnung mittels der technischen Arbeit.

respekt für dein grenzenloses wissen :)

Grenzenlos würde ich das eher nicht nennen. Aber danke Dir, das geht runter wie Öl :-)

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 22, 2011, 11:06:38 pm »

Die Berechnung funktioniert mit dem 1. HS. Da eine Einlass- (Index 1) und zwei Auslassöffnungen (aufkonzentrierte Salzlösung - Index 2 und trocken gesättigter Wasserdampf - Index W) vorhanden sind, muss vom allgemeinen 1. HS ausgegangen werden.

Mit den Bedingungen:
* stationär --> dU/dt = 0
* keine mech. Leistung --> P=0
* Austretendes Salzwasser hat Siedetemperatur --> t2 = 99,61°C
* m1 gegeben --> m1 = 100 t/h = 27,777 kg/s
* h1 aus Aufgabenteil b) --> h1 = 81,462 kJ/kg
* m2 in Aufgabenteil a) berechnet --> m2 = 6.944kg/s
* Enthalpie des trocken gesättigten Dampfes aus Tab. 9.3 --> h''W (0,1 MPa) = 2674,9 kJ/kg

und nach dem Wärmestrom aufgelöst, wird der 1. HS zu
[latex]$ Q_{12} = m''_W h''_W + m_2 h_2 -  m_1 h_1$[/latex]

Berechnung der Enthalpie des austretenden Salzwassers:
[latex]$h_2 = c_{p,m,2} (T_2 - T_0)$[/latex] mit T0 = 0°C kann man auch schreiben:
[latex]$h_2 = c_{p,m,2} t_2$[/latex]
Die mittlere spezifische Wärmekapazität wird analog zu Aufgabe b) berechnet.

Das Umstellen des 1.HS sollte kein Problem sein.

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 22, 2011, 08:38:33 pm »

kann man die 4.00d auch über die thermische zustandsgleichung lösen ?
in dem man sich den volumenstrom berechnet, der nötig ist um 100 flaschen zu füllen

Wenn Du das Gasvolumen von allen Flaschen (abzüglich des schon enthaltenen Restvolumens) ermittelst, sollte die Berechnung eigentlich aufgehen. Aus dem Aus dem Volumen und der Zeitdifferenz hast Du den Volumenstrom. Damit kannst du mit den Bedingungen in der Flasche die Masse ausrechnen. Probiert hab ich es nicht, da man sich ja keine Arbeit doppelt machen sollte -- vor allem nicht in einer Prüfung!

Für die Leistung benötigst Du jedoch trotzdem die technische Arbeit.

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: February 22, 2011, 05:20:36 pm »

1.  getrennte Massenbilanz von trockener Luft und Wasser.
2. Wassermasse durch Wassergehalt und trockene Luftmasse ersetzen
3. Gleichungen ineinander einsetzen

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Prüfungen/Testate 3./4. Sem. / Prüfungsvorbereitung Aufgabe 4.07

« on: February 22, 2011, 01:15:04 pm »

Der Weg ist grundsätzlich richtig. Meine Lösung unterscheidet sich von Deiner nur in der Gleichung für die Geschwindigkeit:
[latex]$c'_2 = \sqrt{c_1^2 + 2c_{p,A}(t'_1-t'_2)}$[/latex]
in der Temperaturdifferenz. Ich erhalten eine Austrittsgeschwindigkeit von c'2 = 1248.8 m/s bei t'2=1104.2°C und t'1 = 1800°C.

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Prüfungen/Testate 3./4. Sem. / Prüfungsvorbereitung Aufgabe 4.02

« on: February 22, 2011, 12:48:30 pm »

Einziger Fehler in Deinem Post ist, dass [latex]$q_{12} = h_2 - h_1$[/latex]. Jedoch macht das nur im Vorzeichen einen Unterschied.

Deine Eingangswerte sind korrekt. Die Formel auch, sofern es sich um Gl. (41) aus der Formelsammlung handelt. Somit kann es nur ein Tippfehler sein, da ich damit auf h2=287,519 kJ/kg und somit q_12 = -128,02 kJ/kg komme.

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Belege 9./10. Semester / Großen Beleg wechseln

« on: February 17, 2011, 09:33:52 pm »

Und selbst wenn es eine unterschriebene Aufgabenstellung gibt, ist das auch nicht schlimm.

Ein Großer Beleg wird nicht wie eine Diplomarbeit im Prüfungsamt angemeldet. Statt dessen wird nach Abschluss der Arbeit nur die Note gemeldet. Somit sollte ein Wechsel des Themas kein Problem sein.

Vorausgesetzt natürlich, dass der Wechsel mit Einverständnis aller Beteiligten abläuft.

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Übungsaufgaben 3./4. Semester / Übungsklausuren Dittmann

« on: January 28, 2011, 10:12:03 am »

P = 0
Q = 0
z1, z2 = 0
h1 = 14.0012 kJ/kg
mfl1 = mfl2 = 91 kg/s
Vfl 1 = Vfl2...
c1 = 2,0727 m/s
c2 = 124 m/s
p1 n.g. p2

h1 ist korrekt, jedoch gibt es keine Volumenkonstanz! Der Druck vor und nach der Filtereinheit sind gleich, da die Gleichungen für Enthalpie usw. in der Formelsammlung nur für einen Gesamtdruck von p=100kPa gelten.

0 = mfl*[h2-h1+((c2²-c1²)/2)]

Die Gleichung ist grundsätzlich korrekt. Einziger Fehler ist der Feuchtluftmassestrom. Schau mal zur Definition der Enthalpie der feuchten Luft. Oberhalb von Gl. (40) steht, dass die Enthalpie auf die Trockenluftmasse bezogen ist, also muss diese im 1.HS auch genutzt werden. Jedoch erklärt das Dein Umstellproblem nicht, da man die Gleichung ja noch durch den Massestrom dividieren kann.

Also kann der Fehler nur beim Umstellen passiert sein.
Edit: Schau Dir auch mal die Einheiten an! Können m2/s2 und kJ/kg einfach addiert werden?