Memo Termodinamika

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    1/45

    Veleuilite u Varadinu

    MEMOFORMULETERMODINAMIKA

    Student: elj! "!#a$e%

    Matini &r!j: '()*+,)'

    S-jer: "r!i.$!dn! #tr!jar#t$!

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    2/45

    Veleuilite u Varadinu

    Statu#: Red!$ni

    1. OSNOVNE FORMULE

    Normalno stanje:

    D!/!$!r!- je u#$!jen!0 da #e a! n!r-aln! #tanje #-atra !n!0 !d !je/ je te-1eraturajednaa ) 23 a at-!#4er#i 1riti#a !d ')'567 "a8

    Volumen:

    $ 9 V+- -5+/; < specifini volumen

    = 9 '+$ 9 -+V /+-5; < gustoa

    Jednadba stanja idealnih plinova:

    1$ 9 RT < za 1 kg plina

    1V 9 -RT < za m kg plina

    1V 9T < za 1 kmol plina

    1V 9 NT < za N kilomola plina

    oschmidtov broj:

    NL9 ,0)66 > -!leula+il!-!lu;

    Veza individualne i ope plinske konstante:

    R 9 +M ?+/K;

    Volumen 1 kilomola idealnog plina kod normalnih uvjeta:

    $- 9 660*' +-!l)

    Normni kubni metar:

    ' ; 9 '+660*' -!l; 9 M+660*' /;

    !emperature:

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    3/45

    Veleuilite u Varadinu

    T < temperatura u "

    #pecifina toplina:

    %

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    4/45

    Veleuilite u Varadinu

    2. KRUNI PROCESI

    SPECIJALNE POLITROPE

    Za sve sluajeve vrijedi: =NmR ; vv NCmc = ; pp NCmc = ; 1212 =TT

    Stanja idealnog plina

    1 T1,p1, V1

    2 T2,p2, V2

    Jednadbe stanja

    111 mRTVp =

    222 mRTVp =

    Jednadba promjene stanja

    .konstpVn =

    nn VpVp

    2211 =..............................................

    1

    2

    1

    1

    1

    2

    1

    2

    =

    =

    nn

    n

    V

    V

    p

    p

    T

    T

    Bilanca energije: I. ZAKON

    121212 WU +=

    ( )1212 TTmcU v =

    ( ) ( ) ==2

    1

    2

    1

    12 dvvpmdVVpW

    4

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    5/45

    Veleuilite u Varadinu

    1. IZOHORAPromjena stanja pri konstantnom volumenu V1V2 V

    Stanja idealnog plina

    1 T1,p1, V2 T2,p2, V

    Jednadbe stanja

    11 mRTVp =

    22 mRTVp =

    1

    2

    1

    2

    T

    T

    p

    p=

    !romjena stanja

    .konstpVn =

    p ! : n "

    p : n #

    "ksponent i#o$ore: n

    V konst. dV !

    !

    2

    1

    12 == pdVW

    ( ) !1212 = TTmcU v

    !1212 = U

    ( ) !1

    2

    1212 ==

    T

    TlnmcssmS v

    TSTS

    TS

    TST

    T

    S 12

    ==

    1 2$ !

    1 2 U 1 2

    W1 2 !

    1

    V % k o n s t .

    2

    1 2%

    p

    v &m & ' k (

    T

    s &) ' * k ( K

    n

    p 2

    2

    s 1v 1 v 2

    T 2

    v1

    v2

    s 2

    KN ' m2

    p 1

    1

    1

    2

    T 11

    2

    p 2

    p 1

    ' 1 2 ! ( 1 2 c v *T 2 T 1 +

    ( ) !

    2

    1

    12 >= dssT(

    O S

    5

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    6/45

    Veleuilite u Varadinu

    2. IZOBARAPromjena stanja pri konstantnom tlaku p1p2p

    Stanja idealnog plina

    1 T1,p, V12 T2,p, V2

    Jednadbe stanja

    11 mRTpV =

    22 mRTpV =

    1

    2

    1

    2

    T

    T

    V

    V=

    !romjena stanja

    .konstp=

    "ksponent i#obare: n !

    ( ) !122

    1

    12 == VVppdVW

    ( ) !1212

    = TTmcU v

    121212 WU +=

    ( ) !1

    2

    1212 ==

    T

    TlnmcssmS p

    TSTS

    TS

    TST

    T

    S 12

    ==

    W 1 2$ !

    2

    1

    p 1 p 2

    1 2$ !

    p

    v &m & ' k (

    T

    s &) ' * k (

    n !

    2

    s 1v 2

    T 2

    s 2

    KN ' m

    2

    p

    1

    1 2

    T 1

    1

    2

    p 1%

    p 2

    ' 1 2 p * v 2 v 1 + $ ! ( 1 2 c p *T 2 T 1 + $ !

    v 1

    v 2

    v 1

    =

    2

    112 dvp'

    ( )=2

    1

    12 dssT(

    O S

    M Sp !

    6

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    7/45

    Veleuilite u Varadinu

    3. IZOTERMAPromjena stanja pri konstantnoj temperaturi T1T2 T

    Stanja idealnog plina

    1 T,p1, V12 T,p2, V2

    Jednadbe stanja

    mRTVp =11

    mRTVp =22

    2

    1

    1

    2

    V

    V

    p

    p=

    !romjena stanja

    .konstT=

    pVVpVp == 2211

    "ksponent i#oterme: n 1

    !2

    1

    2

    1

    12 == p

    plnmRTpdVW

    ( ) !1212

    == TTmcU v

    1212 W =

    ( )T

    p

    plnmRssmS 12

    2

    1

    1212 ===

    TSTS

    TS

    TST

    T

    S 12

    ==

    2

    1

    T 1 T 2

    1 2 W 1 2

    1 2$

    W 1 2$

    U 1 2 !

    p

    v &m&

    ' k (

    T

    s &) ' * k (

    n

    1

    s 1v 2 s 2

    KN ' m2

    p 2

    1 21

    2

    T 1 2

    ' 1 2 R T l n* v 2 ' v 1 + $ !( 1 2 T *s 2 s 1 + $ !

    v 1

    v 1

    p 1

    p 1 p 2v 2

    ( )=2

    1

    12 dvvp' =2

    1

    12 dsT(

    p !

    O S

    M S

    7

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    8/45

    Veleuilite u Varadinu

    4. IZENTROPA (reverzibiln !r"#$en%

    Promjena stanja pri konstantnoj entropiji S1S2 S : -e imjene topline 12 !

    Stanja idealnog plina

    1 T1,p1, V12 T1,p1, V2

    Jednadbe stanja

    111 mRTVp =

    222 mRTVp =

    !romjena stanja

    .konstS=

    .konstpV =

    = 2211 VpVp

    "ksponent i#entrope:

    1>==v

    p

    c

    cn

    1

    2

    1

    1

    1

    2

    1

    2

    =

    =

    V

    V

    p

    p

    T

    T

    !

    2

    1

    12 == TdS

    ( ) !1212 = TTmcU v

    1212 UW =

    ) W1 2 U 1 2

    2

    1

    p 2 $ p 1

    W 1 2% !

    1 2 !

    p

    v &m & ' k (

    T

    s &) ' * k (

    n

    s 1 s 2v 2

    KN ' m2

    p 2 2

    1

    2

    T 2

    1

    2

    ' 1 2 c v * 1 2 + % ! ( 1 2 !v 1

    v 1

    p 1

    p 1

    p 2v 2

    T 11

    p !

    M S

    8

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    9/45

    Veleuilite u Varadinu

    &. OP'A POLITROPA

    Jednadba politrope: .konstpVn =

    + n

    ( )1212 TTmcU v =

    ( )

    21121

    TTn

    mRW

    =

    , *osim i#oterme+

    ( )

    1212 TTmc n = , *osim i#oterme+

    1=

    n

    ncc vn

    n

    !romjena entropije, ( )121212 ssmSSS == :

    *po bilo kojoj relaciji+

    =

    =

    1

    2

    1

    2

    1

    2

    1

    212

    p

    pln

    T

    TlnCN

    p

    plnR

    T

    TlncmS pp

    +=

    +=

    1

    2

    1

    2

    1

    2

    1

    212

    v

    vln

    T

    TlnCN

    V

    VlnR

    T

    TlncmS vv

    +=

    +=

    1

    2

    1

    2

    1

    2

    1

    212

    v

    vlnC

    p

    plnCN

    V

    Vlnc

    p

    plncmS pvpv

    9

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    10/45

    Veleuilite u Varadinu

    Promjena entropije toplinsko( spremnika /0

    TSTS

    TS

    TST

    TS 12==

    */0 O0, ili /0 0+

    kupna promjena entropije sustava *3 " /0+

    TSSSS += 12

    /eorijski (u-itak -o( nepovratnosti imjene topline

    STW = !

    K O 3 P 4 0 I ) A

    p

    v &m & ' k (

    T

    s &) ' * k (

    1%n %

    KN ' m

    2

    1 1

    v1

    p 1 T 1

    s1

    1%n %

    n %!

    n %

    1

    n %

    n %

    n %!

    4 K 0 P A N Z I ) A

    n %

    !

    n %

    n %

    n %

    n %1n %1

    * v

    ) vK O 3 P 4 0 I ) A

    4 K 0 P A N

    5 I ) A N ) 46 7 A 8 4 N ) 4

    5 I ) A N ) 4

    6 7 A 8 4 N ) 4

    ( %!

    ( %!' %!

    ' %!

    p 1

    v 1

    1

    E

    (

    n %

    10

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    11/45

    Veleuilite u Varadinu

    "od krunih procesa moraju biti zadovoljeni sljedei uvjeti:

    &redznaci kod krunih procesa:

    D!$edeni rad

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    12/45

    Veleuilite u Varadinu

    58 MI?ECAN?E "LINOVA

    'kupna koliina mje(avine:

    N' N6 N5 Ni9 N -!l;

    N 9 -+M -!l;

    'kupni volumen:

    V' V6 V5 Vi9 V ;

    )a svaki pojedini sudionik vrijedi jednadba stanja prije mije(anja:

    p1V1 = m1 R1 T1 ili p1V1 = N1 1 T1

    !ako i poslije mije(anja:

    p1'V = m1 R1 T ili p1'V = N1 T

    *aseni udio pojedinog plina:

    12

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    13/45

    Veleuilite u Varadinu

    +ndividualna plinska konstanta mje(avine:

    R 9

    R 9

    'kupna temperatura mje(avine:

    = iviivii

    CN

    TCN

    T

    ,ko svi plinovi- koji se mije(aju- imaju istu vrijednost onda ime je svima ista i

    specifina toplina .vipa vrijedi izraz:

    iii

    iiTr

    N

    TNT

    ==

    &ritiisak mje(avine moemo odrediti prema /altonovom zakonu:

    1 9 1'@ 16@ 1n@

    'z poznati pritisak mje(avine p mogu se parcijalni pritisci pojedinih plinova izraunati

    jednostvnije :

    1i@ 9 ri1 9 pN

    Ni

    &romjena entropije za pojedini n0ti plin N kmol0a plina:

    Sn@ Sn9 Nn

    n

    n

    n

    pnp

    p

    T

    TC

    9ln:ln:

    'kupan prirast entropije:

    13

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    14/45

    Veleuilite u Varadinu

    S 9

    ubitak rada prilikom mje(anja:

    14

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    15/45

    Veleuilite u Varadinu

    *8 MI?ECAN?E "LINSKIG STRU?A

    'kupna koliina u jedinici vremena:

    N 9 N' N6 NnH-!l+#

    Volumenski udio pojedinog plina:

    &arcijalni tlak pojedinog plina u mje(avini:

    1i@ 9 ri19 pN

    Ni

    1 tla 1!d !ji- #e !d$!di -jea$ina

    !emperatura mje(avine plinova:

    T 9

    !ii

    i!ii

    CN

    TCN ili T 9

    !ii

    i!ii

    Cr

    TCr

    ,ko svi plinovi imaju istu vrijednost - odnosno iste specifine topline onda slijedi daje temperatura mje(avine:

    15

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    16/45

    Veleuilite u Varadinu

    T 9 iii

    iiTr

    r

    Tr

    =

    Volumen nastale mje(avine slijedi iz jednadbe stanja:

    V 9p

    TN

    &romjena entropije i0tog sudionika- koji je prije mije(anja imao pritisak pii temperaturu!i- a nakon mije(anja parcijalni pritisak pi2 i temperaturu ! iznosi:

    Si@ Si 9 Ni3"ilni

    i

    i p

    p

    T

    T 9ln: ; *8')'8;

    a ukupna promjena entropije za svih n plinova:

    S 9 ( ) = ii SS9 Ni3"ilni

    i

    i p

    p

    T

    T 9ln:

    ubitak rada $snage% prilikom mje(anja:

    < te-1eratura !!line

    16

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    17/45

    Veleuilite u Varadinu

    78 JUITAK RADA0 MAKSIMALNI RAD0

    TEGNIKI RAD0 TEGNIKA RADNA S"OSONOST

    13 ubitak rada

    < te-1eratura !!line

    43 *aksimalni rad

    Wmax= U1 U2 To(S1 S2) + po(V1 V2)

    U1 U2 = m * * (T1 T2) (kJ) - za m kg

    plina

    To(S1 S2) = To* m * (kJ) - za m kg plina

    po(V1 V2) napomna! "o#$mn %&'a$na% po na,ama .ana

    53 !ehniki rad $stalnotlani proces%

    Rad !d !je/ #e 1unjenje i 1ranjenje %ilindra $ri !d !n#tantn!/ 1riti#a8 Taa$ rad je n

    1uta $ei !d 1!litr!1#!/:

    W/= n * Wn

    Tako &a!

    &oa'$ (n = 0) W/= 0

    &o'm$ (n = 1) W/= W= pV * 1n2

    1

    p

    p

    %aa$ (n = ) W/= Wa=

    1

    1

    211 11 p

    pVp

    %&o/o'$ ( n = ) W/= V (p1 p2)

    17

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    18/45

    Veleuilite u Varadinu

    Ba !1u 1!litr!1u0 W/=

    n

    n

    p

    pVp

    n

    n1

    1

    2

    11 1

    1

    63 !ehnika radna sposobnost $eksergija%

    Naj$ei -!/ui tenii rad8 I#t! a! i -a#i-alni rad0 ali i-a-! ne!/raniene !liine 1lina

    1r!t!e;8

    = /1 /2 T0(. .0)

    /1 /2= - za 1 kg plina

    /1 /2= - za m kg plina

    T0(. .0) = To* m * - za m kg plina

    T0(. .0) = To* - za 1 kg plina

    18

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    19/45

    Veleuilite u Varadinu

    ,8 IS"ARIVAN?E I UKA"L?IVAN?E

    /ovedena i odvedena toplina:

    9 ' 6 < za 1 kg pare

    9 - > ' 6; < za m kg pare

    #adraj pare:

    P 9m

    m 99H/+/

    P 9999

    9

    vv

    vv

    H/+/

    P 9999

    9

    ss

    ss

    H/+/

    ?edini%a: il!/ra- #u!.a#iene 1are 1! il!/ra-u -!re 1are

    Volumen mokre pare:

    $ 9 ' P; $@ P $@@ 9 $@ P $@@ $@; H-5+/

    7ntalpija mokre pare:

    9 @ P @@ @; 9 @ P r H?+/

    'nutarnja energija mokre pare:

    u 9 @ P @@ @; 1 H $@ P $@@ $@;

    !dn!#n!

    u 9 @ 1$@ P H @@

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    20/45

    Veleuilite u Varadinu

    7ntropija mokre pare:

    # 9 #@ P #@@ #@;

    7ntalpija pothla8enje kapljevine:

    9 %Q> ?+/;

    !ermiki stupanj djelovanja:

    9

    20

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    21/45

    Veleuilite u Varadinu

    (8 VLANI UBDUG

    #adraj vlage vlanog uzduha:

    +

    '

    m

    m,= /Q+/.;

    #adraj vodene pare uzduha $ako je parcijalni tlak vodene pare u zraku manji od

    pritiska zasienja%:

    d

    dd

    pp

    p,

    = ;22.!

    < najee at-!#4er#i tla ')7"a

    #adraj vlage u mje(avini:

    9elativna vlanost zraka:

    ( )( )

    s

    d

    p

    p=

    *olarna vlanost:

    d+

    d

    +

    d

    n

    n

    p

    p==

    d 9 '0,' Pd

    #adraj vlage za suhozasienu vodenu paru:

    ( ) ( )

    ( )

    s

    ss

    pp

    pp,

    = ;22,!, < sadraj vlage

    ( ) ( ) ( )

    ( )

    s

    s

    +

    ss

    pp

    p

    p

    pp

    ==, < molarna vlanost

    21

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    22/45

    Veleuilite u Varadinu

    #tupanj zasienja:

    s

    d

    ,

    ,=

    #pecifini volumen vlanog uzduha:

    +;22,!*&; Ba#ieni $lani u.du #adri a1lje$itu $la/u8

    s, ,$ +=+ 1!!&!1!:2

    %; Ba#ieni u.du #adri a1lje$itu i .aleenu $la/u8

    s, ,$ +=+ 1!!&!1!:2!1!:&&=* & vs ,,, H?+/

    ,ko je g1 g4; 1 moemo masene udjele izraziti preko sadraja vlage:

    21

    21

    ,,,,g m

    =

    21

    12

    ,,

    ,,g m

    =

    22

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    23/45

    Veleuilite u Varadinu

    ili preko entalpijskih razlika:

    ( ) ( )

    ( ) ( )2111

    211

    1

    ,,

    ,m,

    $$

    $$g

    ++

    ++

    =

    ( ) ( )

    ( ) ( )2111

    111

    2

    ,,

    m,,

    $$

    $$g

    ++

    ++

    =

    &rotona masa pojedinog uzduha u mje(avini:

    -'9 /'> - ili -'9 - -6

    -69 /6> - ili -69 - -'

    'kupna entalpija kod mije(anja dviju struja:

    59 /'> ' /6> 6

    /ovedena ili odvedena toplina:

    9 - > 6 '; < .a - / u.dua

    ,dijabatsko mije(anje n0struja vlanog uzduha:

    ( ) ( )

    +

    + =+i

    i,+i

    m,

    m

    $m$

    .

    1

    .

    1 < specifina entalpija

    = +i

    i+i

    mm

    ,m,

    .

    .

    < sadraj vlage

    23

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    24/45

    Veleuilite u Varadinu

    8 "RI?ENOS TO"LINE

    #tacionarno provo8enje topline kroz jednoslojnu ravnu stjenku

    -

    ss 21 =

    < t!1lin#i t!

    ( ) ,(

    , s

    =1

    &rovo8enje topline kroz vi(eslojnu ravnu stjenku

    -=

    &

    &

    2

    2

    1

    1

    =1

    ++

    ss9

    &

    &

    2

    2

    1

    1

    =1

    ---

    ss

    ++

    < t!1lin#i t!

    =

    +

    =n

    i i

    i

    nss(

    1

    1,1

    < /u#t!a t!1lin#!/ t!a r!. n #tijeni

    --( ==

    =

    +n

    i i

    i

    nss

    1

    1,1

    < t!1lin#i t!

    &rolaz topline kroz jednoslojnu ravnu stjenku $okolo fluid%

    ba

    ba(

    11++

    =

    < /u#t!a t!1lin#!/ t!a

    24

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    25/45

    Veleuilite u Varadinu

    -= =

    ++

    =

    ba

    ba-(

    11

    ba

    ba

    ---

    11++

    < t!1lin#i t!

    ba

    k

    11

    1

    ++=

    < !e4i%jent 1r!la.a t!1line +-6K;

    &rolaz topline kroz vi(eslojnu ravnu stjenku $okolo fluid%

    ba

    ba

    (

    11

    &

    &

    2

    2

    1

    1 ++++

    = < /u#t!a t!1lin#!/ t!a

    == -(

    ba

    ba-

    11

    &

    &

    2

    2

    1

    1 ++++

    < t!1lin#i t!

    ba

    k

    11

    1

    &

    &

    2

    2

    1

    1 ++++=

    < !e4i%jent 1r!la.a t!1line

    &rovo8enje topline kroz jednoslojnu cilindrinu stjenku $cijev%

    ( )

    ( )

    1

    21

    21

    1

    11

    lnR

    RR

    R

    CR( ss

    == < /u#t!a t!1lin#!/ t!a na R'

    ( )

    ( )

    1

    22

    21

    2

    12

    lnR

    RR

    R

    CR( ss

    == < /u#t!a t!1lin#!/ t!a na R6

    ( )

    1

    2

    21

    ln

    2

    R

    R

    ss = < t!1lin#i t! .a L -etara

    25

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    26/45

    Veleuilite u Varadinu

    T!1lin#i t! #e e#t! i.raa$a #$eden na jedininu duinu:

    ( )

    1

    2

    21

    ln

    2

    R

    R

    ss

    ==

    &rovo8enje topline kroz vi(eslojnu stjenku cijevi

    ( )

    =

    +

    = n

    i i

    i

    i

    ss

    R

    R

    1

    1

    =1

    ln1

    2

    < t!1lin#i t!

    &rolaz topline kroz jednoslojnu stjenku cijevi

    ( )

    ba

    ba

    RR

    R

    R

    21

    2

    1

    1

    ln

    11

    2

    ++

    =

    < t!1lin#i t!

    ba R

    R

    R

    RRk

    2

    1

    1

    21

    1

    ln1

    1

    ++=

    < .a unutarnju #tijenu

    ba R

    RR

    R

    Rk

    1ln

    1

    1

    22

    1

    2

    2

    ++=

    < .a $anj#u #tijenu

    1

    2

    2

    1

    R

    R

    k

    k =

    26

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    27/45

    Veleuilite u Varadinu

    &rolaz topline kroz n0slojnu cijevnu stjenku:

    ( )

    bn

    n

    i i

    i

    ia

    ba

    RR

    R

    R

    11

    1

    1

    1ln

    11

    2

    +=

    + ++=

    bn

    n

    i

    i

    ia R

    R

    R

    RR

    k

    1

    1

    1 1

    11

    1

    ln11

    1

    +=

    + ++=

    "ritina debljina izolacije jednoslojno izolirane cijevi

    b

    i

    kritr

    = < ritini radiu#

    2Rrkritkrit = < ritina de&ljina i.!la%ije

    ( )

    ( )

    +++

    =

    1ln1

    ln11

    2

    1

    21

    2

    1

    maA

    RR

    R

    R b

    i

    ia

    ba

    < -a#i-alni t!1lin#i t!

    27

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    28/45

    Veleuilite u Varadinu

    8 KONVEK3I?A

    ( )-s = < t!1lin#i t!

    A 1!$rina 1lata %ije$i

    < 4!r-ula $rijedi a! je jedna 1! %ijel!j 1!$rini

    ( )=

    = s-

    (

    Ve.a i.-eu ine-atie i dina-ie $i#!.n!#ti:

    =

    28

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    29/45

    Veleuilite u Varadinu

    ')8 FORMULE BA ODREWIVAN?E KOEFI3I?ENTA

    ""RI?ELABA TO"LINE

    E-1irij#e 4!r-ule i.raa$aju Nu##elt!$ &r!j0 Nu0 a! 4un%iju arateri#tini

    &e.di-en.ij#i .naaji: ReXn!ld#a Re;0 Jra#!4a Gr;0 "randtla Pr;0 "e%leta Pe;0RaXlei/a Ra; i dr8 "!nead #e u.i-aju u !&.ir nei 1!#e&ni e4eti0 a! t! #u n1r8!&li!$anje 1r!4ila &r.ine ili utje%aj te-1erature na 4i.ialna #$!j#t$a 4luida8e.di-en.ij#e .naaje de4inirane #u na #lijedei nain:

    Nu= L &naaka p'%#a&a op#%n .#$,% &ao%"an

    Re= wL &naaka o#%kaprisilnog.'$ana

    ( )2

    &

    !

    ss

    s g/r

    =

    &naaka slobodnog%anaPr= :cp = a &naaka fizikalnih svojstava;#$%a

    Pe= RePr= wLaRa= Gr Pr

    S" "#%%n $ o'n%m &naakama ono. . na fluid(kap#"%n$ %#% p#%n)$k#$$$%n "o#%"o.% op#%n W(m?) $.o%n mp'a$'n "o#%"o.% m2.

    @a"n &%mn&%.k &naak p'.a"#a$ karakteristinekonstante;%&%ka#no mo#a A.%m Nu'oa ." o.a# &naak mo'a$ %% po&na mo'a$ %% &aan% %#% o.$pn% 'a$n$ ."% poa>% ko% .$ po'n% &a n%/o"oo'B%"an V

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    30/45

    Veleuilite u Varadinu

    U %n,n'.k%m p'o'a$n%ma ko'%. . ;o'm$# &a o'B%"anprosjene"'%no.% Nu'oa na >#ok$pno po"'D%n%A,p'%#a&a op#%n Ea%m .

    prosjenikoeficijentprijelaza topline o'B$ %& '#a>%!

    N+

    =

    (2)

    &o' ka'ak'%.%n #%na'n "#%%n L o"%.% o p'oma'anom mo#$ % om'%%.'$anaC%&%ka#n% mo#% ko% .$ na"n% $ na.a"k$ .paa$ $ no.a"n % .p'ak%k .#$a" o%#n% .$ $ "% o.no"n .k$p%n p'ma $&'ok$mak'o.kop.ko %ana ;#$%a! naprisilnu% slobodnukon"k>%$ p'ma o#%k$.'$ana! na laminarno% turbulentno.'$an U p'ak.% . a"#a$ % kom%na>%%/ .#$a"a ko n

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    31/45

    Veleuilite u Varadinu

    Izbor formuleApn$ . uzrok%ana ;#$%a na o.no"$a . p'o#m 'a&"'.a"a %#% $prisilnu%#% $ slobodnukon"k>%$

    2 &o' p'%k#an ;o'm$# "'D% . $ .k#a$ .a &aan%m !eometrijskimo#%kom;%&%ka#no mo#a!a) a % . o'%o o#%k .'$ana (laminaran ili turbulentan) nap'% .p'mapropisanoj';'nno mp'a$'% $&%ma$ fizikalna svojstva fluida

    %& op#%n.k%/ a#%>a) &'a$na . Pr'o>) U .k#a$ . uzrokom.'$ana %&'a$na .!

    " Re'o ako . 'a% oprisilnojkon"k>%% %#%" Gr'o ako . 'a% slobodnojkon"k>%%

    ) Ea%m . p'o>n$ oblik strujanjap'mapropisanomk'%'%$ !

    K &a p'%.%#no .'$an! ReL Rek#am%na'no %#% ReM Rek $'$#nnoK &a .#oon$ kon"k>%$! GrPrL (GrPr)k#am%na'na %#% GrPrM (GrPr)k$'$#nna

    U op

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    32/45

    Veleuilite u Varadinu

    . $ p'ak.% naD%"%! Pe(dL) M 10 ';'nna mp'a$'a! m= 05( 1+ 2) &a ."a ."o."a ;#$%a o.%m &a

    :.ko% . $&%ma p'ma mp'a$'% .%nk .

    .m' op#%n.ko oka! 0004 L (::.)014L 975

    Napomena! po'$ "'%no.% ko'k>%.ko ;ako'a &a .m' op#%n.ko oa.p'%a"a $po'a$ ;o'm$# na on .#$a" ko ko%/ . &o "#%k 'a%kmpa'a$'a ;#$%a % .%nk mo'a $&% $ o&%' % $>a slobodnekonvekcije

    Tak"% .#$"% . n poa"#$$ $ &aa>%maU .#$a"%ma kaa $,%na >%"% Ln% $nap'% po&naa "< .#%% na k'a$'a$na mo'a . Lp'po.a"%% (p'o>%n%%) a ka.n% p'o"'%% Fa$n .pona"#a ." ok .$ pona p'po.a"ka &a L% konan% '&$#a &a L &amno'a%%% (iterativni raun)'ma ;o'm$#a S%'a % Taa (6) "&ana $& $" .= kon. ona . .m%$po'%%% % &a 'Da"an &aaaka $ ko%ma a $" n% %.p$nn

    Duge cijevi. T'a ko'%.%% po#$mp%'%.k$ ;o'm$#$ o Na$.na!

    ( )

    ( )[ ] &2=!1!;;?!

    ;;&0!e0d&

    !e0d&&N+

    ++= (Na$.n)

    (7)

    Ea L4 .#%% Nu366 Do oo"a'a o'%.kom 'Dn$ &a termikioblikovano#am%na'no .'$an % .= kon. C%&%ka#na ."o.a"a 'a $&% &a m= 05( 1+ 2)

    A1.% &ur'ulentn" #trujanje u cijei

    U p'ak.% . p',no .$.'%"% ko;%>%n p'%#a&a

    32

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    33/45

    Veleuilite u Varadinu

    op#%n %no "%n p'%#a&aop#%n kon.anan ( = kon.) Jna, &a o'B%"an Nu'oa ko

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    34/45

    Veleuilite u Varadinu

    A(m2) po"'D%na p'.ka .'$ana a )(m) op. o p'.ka

    - % a2 - % a b

    a

    a

    a

    b

    K B A C A / N I P A B O K /

    P 0 / 4 N A 0 / I

    1 %2 *a * b+

    ba

    abdekv +

    = 2ad

    ekv=

    1 %= a

    ( )22=d2- =

    ( )d21 +=

    d2dekv =d

    2

    -

    S#%ka 1 Ik"%"a#nn% p'om'%

    ). O&VORENA S&R*JANJA

    )1. P"pre+n" na#trujane cijei

    S'$an oko >%#%n'a "'#o komp#k.no % &o oa Dko p'"%%"o @ana#nom %#$ o#%k$ . #am%na'n% o#%k .'$ana ok na .'a,nm %#$.$an $'$#nno Eo oa . o" n ko'%.% k'%'% .'$ana $ o#%k$FGno#.o"o Rek & %.%/ 'aoa o'%.ko 'Da"an p'%#a&a op#%n "'#oo,ano pa . p'o'a$n% o.#ana$ na mp%'%.k ;o'm$# FGno#.o" 'o .;%n%'a . vanjskimp'om'om >%"% d % '&%nom ;#$%a wo ispred>%"%

    (nomano .'$an)

    34

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    35/45

    Veleuilite u Varadinu

    = d'

    Re !

    (11)

    C%&%ka#na ."o."a 'a $&% p'ma p'o.no mp'a$'% m= 05( .+ o) .mp'a$'a >%"% a omp'a$'a ;#$%a ispred>%"%

    )1.1 Popreno strujanje na jednu cijev

    Co'm$#a o O$ka$.ka.a!

    =10

    s

    onm

    !r

    !r!rReC

    dN+

    =

    = (12)

    koa "'%% &a o" $"!

    07 L PrL500 (Prs&a . Pro&a o)

    n= 037 (&a PrL 10) %#% n= 036 (&a PrM 10)

    1 L ReL 106

    ' o

    o

    s

    d

    S#%ka 2 S'$an pop'ko >%"%

    &E)ELA I- V'%no.% kon.an *% k.ponna m$ na,% (12)

    o'$ Re'oa * m

    1 40 075 04

    40 1000 051 05

    103- 2P105 026 06

    2P105- 106 0076 07

    )1.% Popreno strujanje na snop cijevi

    35

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    36/45

    Veleuilite u Varadinu

    Snopo"% >%"% ko'%. . $ mno%m %&mn%"a%ma op#%n a 'a&mDa >%"%mo, %%paralelan%#% naizmjenian(Da/o".k%) o %no $ na '&%n$.'$ana Eao . $ o"%m .#$a"%ma Re'o o'B$ p'ma p'o.nomaksimalnoj'&%n% ;#$%a koa . a"#a na m.$ minimalne.#oon po"'D%n$n$a' .nopa

    FGno#.o" 'o . o'B$ p'ma '&%n% wm koa o"%.% % o 'a.po'$ >%"%!

    =

    d'Re m

    (13)Eaparalelni'a.po' >%"%$ .nop$ "'%%!

    dS

    S''

    T

    Tm =

    !

    (14)

    o

    ' o S 7

    S /

    d

    ' o

    s

    S#%ka 3 a'a##an 'a.po' >%"%

    o

    ' o

    S 7

    S C

    d

    ' o

    s

    S /

    S#%ka 4 @a%&mn%an 'a.po' >%"%

    Ea naizmjenian'a.po'"a,na %aona#na $a#no. +!

    ( )[ ]222 20SSS T2 += (15)

    o.o "a .#$aa!

    ko ! 2(+&K d) M (+K d) aa "'%%na,a! dS

    S''

    T

    Tm =

    !

    (14)

    ko ! 2(+&K d) L (+K d) 'a 'a$na% wm%&na,! ( )dS

    S''

    2

    Tm

    =2

    !

    (16)

    36

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    37/45

    Veleuilite u Varadinu

    O$ka$.ka. &a ak" .#$a" p'#o,%o no"$ ;o'm$#$ (17) $m.o na,(12)!

    =1

    !&1

    0

    s

    0m

    !r

    !r!rReC

    dN+

    =

    =

    (17)

    "'%% $& o" $"!

    07 L ' L500 1 L F L 106

    (Re% Pr&a m Prs&a . Pr0&a 0 )

    &A)ELA II - V'%no.% kon.an *% k.ponna m

    PARALELANI,-JENIAN

    o'$ Re * m * m

    1 - 40 08 040 040

    40 - 1000 '%m%n%% p'o'a$n &a n$ >%" - na,a (12)

    103- 2P105(STSQL 07)

    %&a"a%

    (&a STSQL 02) !

    *= 035(STSQ)15 060(&a STSQM 07)! *=

    027063

    (&a STSQM 02) ! *=040

    060

    2P105- 106 0021 084 084

    )%. Rana ertikalna #tijenka

    Ea p'%.%#no .'$an po' 'a"n "'%ka#n .%nk $,%n Lo%no . $&%makriterijski FGno#.o" 'o Rek= 500 000 Tmp'a$'a .%nk .= kon. ao"o#no a#ko o .%nk (nomano .'$an) mp'a$'a o % '&%na;#$%a w C%&%ka#na ."o."a 'a $&% &a p'o.n$ mp'a$'$ m=05( .+ o)

    )%.1 Laminarn" #trujanje$

    &121;;=! 00!rRe&

    N+ =

    =

    (18)

    Re = wL L Rek-500000

    )%.% &ur'ulentn" #trujanje$

    37

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    38/45

    Veleuilite u Varadinu

    &1?!!&2

    N+ =

    =

    (19)

    Re = wL M Rek-500000

    II. SLO)O/NA 0PRIRO/NA KONVEKCIJA

    '% .#oono kon"k>%% nma p'%.%#n '&%n ;#$%a w "< . %an ;#$%ao."a'$prirodno &o 'a%k $.oamp'a$' na ;%&%ka#na ."o."a ;#$%a pa . k'%'% ;o'm .'$ana ;%n%'a $o#%k$ p'o$ka H'a./o;o"o % 'an#o"o 'oa FaG#%/o"o 'oa Ra -GrPr. (V%% ;%n%>%Gr, Pr %Ra $ $"o$)

    H'a./o;o"a &naaka!

    - &a kapljeine!

    2

    &

    !

    ss

    s g3/r

    =

    (20)

    - &a plin"e!

    2

    &

    !

    !

    s

    s g3

    T

    TT/r

    =

    (21)

    C%&%ka#na ."o."a 'a $&% $ .k#a$ .indeksom!

    ) indeksR.R p'ma mp'a$'%.%nk .) indeksRoR p'ma mp'a$'%;#$%a o

    C%&%ka#na ."o."a koa . a"#a$ $ Nu%Pr'o$ 'a $&% &a p'o.n$mp'a$'$ m= 05( .+ o)

    C. Vertikalna rana #tijenkaV'%ka#na .%nka "%.%n /% kon.ann mp'a$' .$ o%'$ . mirujuim;#$%om (kap#"%nom %#% p#%nom) mp'a$' o

    38

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    39/45

    Veleuilite u Varadinu

    C1.1 Laminarn" #trujanje$ ako Ra = GrPrL 108!

    ( ) =1%"% "an.ko p'om'a d% mp'a$'.%nk . "'%% &a po'$ Ra = GrPrM 103

    .#%%"%

    /. KON/EN,ACIJA

    ?onn&a>%a na.$pa kaa mp'a$'a .%nk . mana o mp'a$'&a.%%! filmsku% kapljiastu

    A" . na"o .amo .#$a"% ;%#m.k konn&a>%/1. 3ilm#ka k"n4enzacija

    39

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    40/45

    Veleuilite u Varadinu

    ?aa na .%n>% na.a kon%n$%'an% .#o konn&aa ko% po $>am'a"%a>% o n%& .%nk$ o"o'%mo o filmskojkondenzaciji F% film$ka&$na ma#$ #%n$ .#oa konn&aa a a %nn%>a omo$

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    41/45

    Veleuilite u Varadinu

    'o.n% @$..#o" 'o &a .%nk$ "%.%n /% mp'a$' s na kookonn&%'a p''%ana pa'a na#p% ' %#% .$/o&a.%%n p'%#a&a "'%% konana ;o'm$#a!

    3

    g$%

    s

    =

    &

    +*=&

    =

    W(m2?) (26)

    &a p''%an$ pa'$ ' = 'K ' a &a .$/o&a.%%"%ma %#% $n$a' >%"% ako $n$a'n% p'om' >%"% du n% ma#n

    /1.% K"n4enzacija na 5"riz"ntaln"j cijei

    Ea /o'%&ona#n$ >%" "an.ko p'om'a dv % $,%n L mo, . p'o.n%ko;%>%n p'%#a&a op#%n %&'a$na% p'ama na,%!

    41

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    42/45

    Veleuilite u Varadinu

    TTd

    g$%

    sv

    =

    &

    +*=

    W(m2?) (30)

    ''8 "RI?ENOS TO"LINE TO"LINSKIM BRAEN?EM

    +zmijenjeni toplinski tok zraenjem izme8u dviju bliskih stjenki

    +=

    =

    2

    =

    1

    21

    12

    1!!1!!1

    11

    ssc TT-C

    < t!1lin#i t!

    +=

    =

    =

    2

    =

    1

    21

    12

    12

    1!!1!!1

    11

    ssc TTC

    -(

    < /u#t!a t!1lin#!/ t!a

    3% 9 70,(

    1

    11

    21

    12

    +=

    cCC

    cCCC

    111

    1

    21

    +=

    42

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    43/45

    Veleuilite u Varadinu

    cCC 11 =

    cCC 22 =

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    44/45

    Veleuilite u Varadinu

    +

    =

    111

    21

    12

    cCC

    =

    111

    1!!

    = sc TC"

    =

    222

    1!!

    = sc

    TC"

    +zmijenjeni toplinski tok obuhvaenog tijela s umetnutom me8ustjenkom

    +

    +

    ==

    2

    =

    1

    22

    1

    1

    1

    1!!1!!

    9

    19

    2

    91

    11

    9 sc TT

    -

    -

    -

    -

    C-

    91

    1-

    -m =

    2

    1

    9

    -

    -m =

    '68 IBM?EN?IVAI TO"LINE

    < #la&iju #truju !.naiti inde#!- ' jer !d #la&ije #truje ja$lja #e $ei ra#t ili 1ad te-1erature8

    22

    1

    1

    21

    1

    ln1

    11

    r

    r

    r

    rrk

    c

    r

    ++=

    :mW 2'

    21

    22

    11

    2 1ln

    12

    ++

    =

    r

    rr

    r

    rk

    c

    r :mW 2' ili r69 > r'

    9 - > @@ @; < .a 1aru

    9 3 > < .a !drei$anje t!1lin#i a1a%iteta

    3 9 - > %1 ili 3 9 N > 31'

    44

  • 7/22/2019 Memo Termodinamika

    45/45

    Veleuilite u Varadinu

    99

    999

    21

    11

    1

    = Y1

    !

    2C

    k-= Y

    2

    1&

    C

    C=

    "!druje $rijedn!#ti !$i .naaji je:

    ) ' ' 0 ) 6 Z 0 ) 5 '

    1

    !

    2C

    k-= < !ita$a-! i. ta&ele

    < i. 4!r-ule i.ra.i-! A)6

    A)69 d$ > > L > n < .a i.raun duljine %ije$i

    121

    11

    maA

    1

    99

    999

    =

    =

    = < i#!ri#ti$!#t t!1line ne !$i#i ! ti1u i.-jenji$aa;

    Na1!-ena: !d 1r!rauna !e4i%jenta 1rela.a t!1line .a $!denu 1aru u.i-aju #e .a #rednjute-1eraturu8

    ( ) 1&1

    111 1999

    999

    +=

    =

    =

    i < #tu1anj djel!$anja i.-jenji$aa