Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1|

Az előadások a következő témára: "Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1|"— Előadás másolata:

1 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 1 5. Többfázisú rendszerek 5.1. Fázisátalakuslások, fázisegyensúly 5.2. Fázisegyensúlyi- és állapotdiagramok 5.3. Erőgép: Rankine – Clausius 5.4. Munkagépek HŐTAN BMEGEENATMH

2 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 2 LEIDENFROST-TÜNEMÉNY http://www.youtube.com/watch?v=vPZ7sx3EwUY 200-240°C

3 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 3 5.1.1. Elsőrendű (hőhatással járnak, ΔV és lehet Δs is) – Halmazállapot változás Olvadás / fagyás: szilárd ↔ folyadék Párolgás / kondenzáció: folyadék ↔ gőz Szublimáció / deszublimáció: szilárd ↔ gőz Metastabil állapot: melegítő párna („hot ice”)„hot ice” – Átkristályosodás: szilárd ↔ szilárd 5.1. FÁZISÁTALAKULÁSOK, FÁZISEGYENSÚLY https://www.youtube.com/watch?v=1aecS_gkLUc https://www.youtube.com/watch?v=mxO9rtVjoR4 Nátrium-acetát

4 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 4 5. 1. FÁZISÁTALAKULÁSOK, FÁZISEGYENSÚLY 5. 1. 2. Másodrendű (nincs hőhatás, nincs „Δ”) – He szuperfolyékonnyá válik : 4 Heszuperfolyékonnyá a folyékony héliumot hűtve az néhány kelvin körül súrlódás nélkül képes áramlani (http://www.youtube.com/watch?v=2Z6UJbwxBZI) – Mágnesesség ferromágneses → paramágneses, dia~ferromágneses → paramágneses, dia~ a mágneses anyagok, pl. vas, bizonyos hőmérsékletre hevítve elvesztik mágnesességüket (Curie – hőmérséklet) (https://www.youtube.com/watch?v=rOgGJaO5C00) – Szupravezetés alacsony T-n alacsony hőmérsékleten egyes anyagok elektromos ellenállása hirtelen nullára esik, és „kizárják magukból a mágneses mezőt”kizárják magukból a mágneses mezőt https://www.youtube.com/watch?v=BGNM6iChKkU https://www.youtube.com/watch?v=GHtAwQXVsuk https://www.youtube.com/watch?v=jJ1kWkGCaek Egyensúly dinamikus, feltétele: p, T, µ

5 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 5 µ 1 (p, T) = µ 2 (p, T) → p = f (T) és T = f (p) 5.2.1. FÁZISEGYENSÚLYI DIAGRAM | NYOMÁS - HŐMÉRSÉKLET Gibbs-féle fázisszabály: Fázis + Szab. fok = Komp + 2 túlhűtött folyadék aláhűtött gőz túlhevített folyadék

6 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 6 5.2.1.1. SZUPERKRITIKUS ÁLLAPOT http://www.youtube.com/watch?v=GEr3NxsPTOA

7 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 7 5. 2.4.2. VÍZ (H 2 O) FÁZISDIAGRAMJA

8 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 8 Hármaspont: 5,18 bar -56,6 °C Kritikus pont: 220,6 bar 373,95 °C Hármaspont: 611,7 Pa 0,0099 °C Kritikus pont: 73,8 bar 31,1 °C 5.2.6. H 2 O ÉS CO 2 TÖBBFÁZISÚ DIAGRAMJA ÖSSZEVETÉS

9 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 9 MIT TUD A VÍZ... „BRUTÁLIS” FIZIKA

10 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 10 5.2.8. T-S DIAGRAM (2 FÁZIS) p=áll foly. + gőz gőz foly. s [J/(kg·K)] T [K] Kritikus pont v=áll (‚‚) (‚) x h=áll Gőztartalom: minden fajlagos extenzívre Ideális gáz jelleg

11 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 11 h [kJ/kg] logp [Pa] T=áll Kritikus pont v=áll x s=áll 5.2.8. LOGP-H DIAGRAM (2 FÁZIS) foly. + gőz gőz foly. (‚‚) (‚)

12 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 12 5.3. RANKINE – CLAUSIUS KÖRFOLYAMAT – ELMÉLETI VESZTESÉGMENTES https://www.youtube.com/watch?v=i7SmVAOXs_I https://www.youtube.com/watch?v=_yx-O4r0Ymc

13 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 13 5.4. MUNKAGÉPEK (FORDÍTOTT KÖRFOLYAMATOK) Hűtőgép Hőszivattyú Megvalósításuk: – 4.1. Fordított Carnot-körfolyamat kétfázisú rendszerben – (Fordított Brayton-körfolyamat) – 4.2. Kompresszoros hűtőkörfolyamat 4.2.1. Elméleti 4.2.2. Valós (csak a veszteségek bemutatása)

14 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 14 5.4.1. FORDÍTOTT CARNOT-KÖRFOLYAMAT KÉTFÁZISÚ RENDSZERBEN

15 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 15 5.4.2.1. KOMPRESSZOROS KÖRFOLYAMAT - ELMÉLETI VESZTESÉGMENTES Hűtőgépként: Hőszivattyúként: https://www.youtube.com/watch?v=h5wQoA15OnQ

16 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 16 Termodinamika Részösszefoglalás Hőközlés ráhangolódás HŐTAN BMEGEENATMH

17 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 17 TERMODINAMIKA RÉSZÖSSZEFOGLALÁS Ideális gáz Többfázisú rendszerek TDR leírása – Állapothatározók: p, V, T, m, U, H, S – Anyagjellemzők: c p, c v, R, κ – Transzportmennyiségek: W, Q Főtételek – 0. Egyensúly – 1. Energia-megmaradás – 2. Munka és a hő egyenértékűsége – 3. Anyagok viselkedése 0K-en Körfolyamatok – Munkaszolgáltatók: hatásfok – Munkát igénylők (fordított ~): teljesítmény tényezők

18 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 18 TERMODINAMIKA - HŐKÖZLÉS Termodinamika: MENNYI? Hőközlés: + HOGYAN? – Hősugárzás (radiáció) – Hővezetés (kondukció) Hőátadás – Hőszállítás (konvekció) Mitől függ? – Állapothatározók, anyagjellemzők – Geometria – Áramlási viszonyok

19 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 19 HŐKÖZLÉS RÁHANGOLÓDÁS Hőközlés hol? https://www.youtube.com/watch?v=XqA8srYTtbk https://www.yout ube.com/watch?v =2vk5B6Gga10 https://www.youtube.com/watch?v=BLGmwe3wt0Y https://www.youtube.com/watch?v=T bdm3PqNxV8

20 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 20 HŐCSŐ MŰKÖDÉSE 1. Munkaközeg elpárolog miközben hőt vesz fel 2. Gőz átáramlik az üreg alacsonyabb hőmérsékletű vége felé 3. Gőz kondenzálódás közben hőt ad le, és a folyadékot felszívja a „kanóc” 4. Munkaközeg visszaáramllik a magasabb hőmérsékletű vég felé ház „kanóc”gőz üreg Magas hőmérséklet Alacsony hőmérséklet Környezeti hőmérséklet

21 Kovács Viktória Barbara | Kétfázisú rendszerek – Részösszefoglalás – Hőközlés bevezetés| © 2015 Hőtan (BMEGEENATMH) - terméktervezőknek |K150 | 2015-16-1| 21 2. ELLENŐRZŐ DOLGOZAT I. 4.1. Ellenőrző kérdések – 1.Az ideális gáz p–v és T–s diagramjában készített vázlatok segítségével ismertesse a CARNOT–körfolyamatot! Mi a jelentősége a termodinamikában a CARNOT–körfolyamatnak? – 2.Definiálja a munkaszolgáltató körfolyamatok termikus hatásfokát! – 3.Mit értünk egyenértékű CARNOT–körfolyamat alatt? Hogyan kell egy adott körfolyamattal egyenértékű CARNOT–körfolyamatot előállítani? – 4.Ismertesse a gázturbinában lejátszódó munkafolyamatot helyettesítő JOLUE–BRAYTON-féle körfolyamatot! Válaszához készítsen kapcsolási vázlatot, valamint mutassa meg az állapotváltozásokat ideális gáz p–v és T–s diagramjában! Számozza össze a három rajzon az állapotváltozások kezdő, ill. végpontját! – 5.Mitől függ és hogyan a reverzibilis JOLUE–BRAYTON-féle körfolyamat termikus hatásfoka? – 6.Ismertesse a szikragyújtású belsőégésű motor (OTTO-motor) helyettesítő körfolyamatát! Ábrázolja a körfolyamatot ideális gáz p–v és T–s diagramjában! – 7.Ismertesse a kompressziós gyújtású belsőégésű motor (DIESEL-motor) helyettesítő körfolyamatát! Ábrázolja a körfolyamatot ideális gáz p–v és T–s diagramjában! 5.1. Ellenőrző kérdések – 1.Mit értünk a szabadsági fok fogalmán? – 2.Rajzolja fel egy tetszőleges egykomponensű közeg p–T fázisegyensúlyi diagram-ját! Jellemezze a diagram vonalait és tartományait! Mutassa meg a hármaspontot és a kritikus pontot! – 3.Milyen összefüggés van egy tetszőleges termodinamikai rendszer komponenseinek, fázisainak és szabadsági fokainak száma között? – 4.Ismertesse az egykomponensű többfázisú közeg p–v vagy T–v diagramjának felépítését! Mutassa meg a hármas- és a kritikus pontot! – 5.Értelmezze a következő fogalmakat: telítési nyomás, telítési hőmérséklet, telített folyadék, telített gőz, fajlagos gőztartalom és párolgáshő! – 6.Milyen összefüggés van a fajlagos gőztartalom, a telített fázisok és a kétfázisú keverék közeg extenzív, ill. fajlagos extenzív állapothatározói között? – 7.Részletesen ismertesse a többfázisú közeg (pl. víz) T–s diagramjának felépítését! Mutassa meg az egyszerű állapotváltozások menetét e diagramban! – 8.Kapcsolási vázlat és T–s diagram segítségével ismertesse a túlhevített gőz munkaközegű, kondenzációs vízgőz-körfolyamatot (RANKINE-CLAUSIUS körfolyamat)! Hogyan határozható meg e körfolyamat termikus hatásfoka, és a kinyert fajlagos munka? – 9.Definiálja: – a.a hűtőgép teljesítmény tényezőjét, – b.a hőszivattyú teljesítmény tényezőjét! + a 5-7. heti előadások anyaga Hőközlés témaköréből.