Упражнение Изчисляване на термодинамична помпа

Изчисляване на помпа

Помпата се използва за увеличаване на налягането на постоянен поток течна вода от 1 бара до 100 бара. Температурата на входящата вода е \ (25 \ textrm< °C>\). Предполага се, че помпата е адиабатна и обратима.

термодинамична

Въпрос

Изчислете енергията, консумирана от помпата на килограм вода, като използвате парните маси и уравнението RKS-Mathias .

Индекс

Тъй като помпата е адиабатна и обратима, тя е изентропна. Тъй като това е отворена система в постоянен режим, енергията, необходима за увеличаване на налягането на един килограм вода, е равна на варирането на масата енталпия между входа и изхода на помпата.

Решение

Можем да използваме парните маси. Водата, постъпваща в помпата (\ (T = 298,15 \ textrm< K>\), \ (P = 1 \ textrm< bar>\)) има специфична енталпия \ (h_e = 104.928 \ textrm< kJ/kg>\) и масова ентропия \ (s_e = 0,36723 \ textrm< kJ/kg>\). Изходната вода ще се характеризира със същата масова ентропия и налягане от 100 бара: при тези условия температурата на изхода от \ (25.19 \ textrm< °C>\) и изходна енталпия \ (h_s = 114.829 \ textrm< kJ/kg>\). Следователно енергията, необходима за килограм вода, преминаваща през помпата, е, съгласно първия принцип за отворени системи в постоянна работа:

Възможно е да се направи същото изчисление с уравнението на състоянието RKS-Mathias и ние намираме изходна температура от \ (25.63 \ textrm< °C>\); необходимата енергия сега е \ (13.14 \ textrm< kJ/kg>\) (вместо \ (9.90 \ textrm< kJ/kg>\)).