Upload
ante-sutalo
View
254
Download
1
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