VAK: Thermodynamica HWTK Set Proeftoets – AT02

 VAK: Thermodynamica HWTK Thermodynamica HWTK PROEFTOETS- AT02 - OPGAVEN.doc
Set Proeftoets – AT02 1/4
DIT EERST LEZEN EN VOORZIEN VAN NAAM EN LEERLINGNUMMER! Beschikbare tijd: 100 minuten Uw naam: ........................................... Klas: ........ Leerlingnummer: ………… Instructies voor het invullen van het antwoordblad. 1. Dit open boek tentamen bestaat uit 4 opgaven. 2. De antwoorden schrijft u op de door de school te verstrekken antwoordformulieren. 3. Noteer op alle antwoordformulieren uw Naam, de Klas, het Vak, de Periode en de Set. 4. Beantwoord de vragen zo volledig mogelijk. Vermeld bij rekenopgaven de berekening op de antwoordformulieren. 5. U mag tijdens het tentamen gebruik maken van: ‐ Een tabellenboek, zonder aantekeningen; Toegestane boeken: ‐ Warmteleer voor Technici; ir. A.J.M. van Kimmenaede ‐ Toegepaste Thermodynamica; G. van der Linden en P. van Loon ‐ Stoomtechniek REWIC ‐ A ‐ Rekenmachine ‐ Stoomtabel ‐ h ‐ s – diagram (Mollier – diagram) 6. Direct na afloop van het tentamen levert u alle formulieren (vragenformulier, antwoordbladen en kladpapier) in bij de docent(e). 7. Het aantal te behalen punten staat vermeld bij iedere vraag. aantal behaalde punten
Cijfer 
1 10
Veel succes! Vastgesteld dd. Thermodynamica HWTK PROEFTOETS- AT02 - OPGAVEN.doc
2/4
VAK: Thermodynamica HWTK 1. Gegeven is onderstaande STEG – installatie. Set Proeftoets AT‐02 Van deze installatie is gegeven: Rendement van de gasturbine = 36 % Uitlaatgassen gasturbine = 500 °C Uitlaatgassen afgassenketel = 100 °C Thermisch rendement stoomturbine = 32 % Bepaal aan de hand van deze gegevens het totaal rendement van de installatie en maak de gevolgde werkwijze eventueel ook duidelijk aan de hand van een Sankey – diagram. 2. In een cilinder wordt 4 kg lucht gecomprimeerd van 100 kPa naar een druk van 1000 kPa. De begintemperatuur bedraagt 288 K. De compressie verloop isentropisch. De k‐waarde van lucht bedraagt 1,4. Nadat de persdruk is bereikt wordt nog aan dit gas een hoeveelheid warmte toegevoerd van 300 kJ. De soortelijke warmte van lucht c  1 kJ /(kg  K ) a. Bereken de temperatuur na isentrope compressie b. Bereken de temperatuur van de lucht, nadat de warmte is toegevoerd c. Bereken de waarde van de exponent van Poisson (n), indien de compressie volgens een polytroop zou plaats vinden en aldus rechtstreeks de temperatuur als berekend onder b wordt bereikt. d. Schets het verloop van dit proces in een p‐V‐diagram Thermodynamica HWTK PROEFTOETS- AT02 - OPGAVEN.doc
3/4
3. Aan een gas met een druk van 12 bar en een temperatuur van 600 K (toestand 1) wordt bij constant volume zoveel warmte onttrokken dat de druk daalt tot 3 bar (toestand 2). Daarna wordt bij constante druk thermische energie toegevoerd tot het snijpunt 3 van de isentroop door punt 1 en de genoemde isobaar wordt bereikt. Teken dit proces in een p – V – diagram en bereken de toe‐ en afgevoerde hoeveelheden warmte en de geleverde hoeveelheid arbeid door het kringproces. Additionele gegevens zijn: c p  1000 J /(kg  K ) ; cv  716 J /(kg  K ) ; Rs  287 J /(kg  K ) ; k  1,4 4. Vijftien (15) kilogram lucht, met een begindruk van 4 bar en een begintemperatuur van 27 °C, wordt isentroop gecomprimeerd tot een druk van 10 bar. Bepaal de toe te voeren hoeveelheid arbeid, de aan de omgeving overgedragen hoeveelheid warmte, de verandering van de inwendige energie en de verandering van de entropie van de totale hoeveelheid gas. Gegeven is verder nog dat cv  716 J /(kg  K ) en k = 1,4. Puntenwaardering 1 2 3 4 Totaal 15 25 30 20 90 aantal behaalde punten
Cijfer 
1 10
BIJLAGE: h – s ‐ diagram Thermodynamica HWTK PROEFTOETS- AT02 - OPGAVEN.doc
4/4