Temperaturbestimmung < Thermodynamik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:59 Mo 21.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
| Aufgabe | In einem N2-Verdichter werden stündlich l00 kg N2 bei einer Ansaugtemperatur von 50°C verdichtet. Der Verdichter nimmt eine techn. Leistung von 3,5 kW auf und gibt durch Kühlung
einen Wärmestrom von 3350 kJ/h ab. spez. Wärmekapazität N2 cpm = l,039 kJ/kgK .
Berechnen Sie die Temperatur des N2 nach der Verdichtung.
Lösung: ϑ2 = 139°C. |
Hallo, hätte hier jemand zufällig einen Tipp für mich?
Ich habs über den Ansatz Q=Massenstrom*cpm*(T2-T1) probiert und dann nach T2 aufgelöst. Eine andere Idee hab ich leider nicht.
Danke schon mal :)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:09 Mo 21.10.2013 | | Autor: | chrisno |
Es ist kein Druck nach der Verdichtung angegeben. Daher würde ich mit einer adiabatischen Kompresion rechnen. Die Energie,die 100 kg N2 in einer Stunde zugeführt wird kannst Du ja berechnen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:23 Di 22.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
Wie kommst du auf adiabatisch? Das ist für mich nicht nachvollziehbar, denn ich hab gelesen in einem adiabatischen System erfolgt kein Wärmeaustausch (Q=0). Hier aber wird doch ein Wärmestrom abgegeben. Oder kanns sein dass ich die ganze sache total fehlinterpretiere?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:31 Di 22.10.2013 | | Autor: | moody |
> Wie kommst du auf adiabatisch? Das ist für mich nicht
> nachvollziehbar, denn ich hab gelesen in einem
> adiabatischen System erfolgt kein Wärmeaustausch (Q=0).
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> Hier aber wird doch ein Wärmestrom abgegeben. Oder kanns
> sein dass ich die ganze sache total fehlinterpretiere?
Nein, alles in grünem Bereich.
Hast du die Leistung des Verdichters beachtet? Also wie genau kommst du denn auf dein Q? Sollte dann eigentlich passen :)
lg moody
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 06:41 Mi 23.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
Die Leistung war ja mit 3,5 kW gegeben. Diese hab ich dann mal 3,6* [mm] 10^3 [/mm] genommen und kam schließlich auf 12600 kW. Q sind mit 3350 kW gegeben. Auch diesen wert hab ich mit 3600 multipliziert (um "/h" zu eliminieren).
P-Q = -12047,4
Den Betrag davon hab ich durch Massenstrom und cpm geteilt und komme auf 116. Dazu dann noch das T1 von der rechten Seite der Gleichung addiert ergibt 439 K - also 166 °C. Da liegen jetzt noch ca. 30 °C dazwischen =D
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:58 Mi 23.10.2013 | | Autor: | moody |
> Die Leistung war ja mit 3,5 kW gegeben. Diese hab ich dann
> mal 3,6* [mm]10^3[/mm] genommen und kam schließlich auf 12600 kW. Q
> sind mit 3350 kW gegeben. Auch diesen wert hab ich mit 3600
> multipliziert (um "/h" zu eliminieren).
Nicht ganz ;)
> P-Q = -12047,4
>
> Den Betrag davon hab ich durch Massenstrom und cpm geteilt
Ich nehme an du hast den Betrag genommen weil es sonst keinen Sinn macht mit dem Vorzeichen. Im Regelfall sollte aber der Betrag wenn es mathematisch erforderlich ist und nicht um sich die Zahlen passend zu biegen ;) Wenn du auf sowas achtest dann erkennst du in Zukunft direkt wenn was nicht passt.
Du hast dich hier einfach mit deinen Einheiten verrannt.
Du hast [mm] 3350\bruch{kJ}{h} [/mm] gegeben.
3500W möchtest du nun umrechen.
3500W = 3500 [mm] \bruch{J}{s} [/mm] = 3.5 [mm] \bruch{kJ}{s}
[/mm]
Nun mit 3600 multiplizieren um von $s$ auf $h$ umzurechnen und nicht um mit 3600s um die Sekunden zu eliminieren!
3500W = [mm] 12600\bruch{kJ}{h} [/mm] :)
Versuch es damit nochmal
lg moody
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:50 Mi 23.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
ahhh hätte ich mir eig. denken können dass es mal wieder an den Einheiten liegt. Da muss ich jetzt noch etwas besser aufpassen. Jedenfalls danke für dich Hilfe :) :)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:03 Di 22.10.2013 | | Autor: | chrisno |
Um die Temperatur des N2 nach der Verdichtung zu berechnen, $pV = nRT$ werden die restlichen Größen benötigt. der Druck ist nicht gegeben, der Kompressionsgrad oder direkt V auch nicht. Daher muss da noch ein Zusammenhang gefunden werden. Für eine schnelle Kompression setze ich erst mal eine adiabatische Kompression an. Dann müsste die Kühlung für andere Verluste des Kompressors gelten. Das ist nicht so realistisch, aber eben mein erster Ansatz.
Der nächste Ansatz wäre dann der Fall einer polytropen Zustandsänderung. Da könnten der Polytropenexponent bestimmt werden, so dass genau die Kühlleistung herauskommt.
Ich schließe nicht aus, dass es viel einfacher geht.
Gibt es bei Euch Konventionen, kann zu, Beispiel das N2 als ideales Gas betrachtet werden?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 06:45 Mi 23.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
ja das Gas kann als ideales Gas betrachtet werden. Ich habs jetzt nochmal so probiert wie in der Antwort darunter, denn da konnte ich V und p außer Acht lassen. Aber ich vermute dass ist nicht ganz richtig, denn es resultiert noch eine sehr große Abweichung.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:00 Mi 23.10.2013 | | Autor: | moody |
Hab's mal zu ner Mitteilung gewandelt, zur Antwort der eig. Frage s.o.
@ crisno
Du denkst hier viel zu kompliziert, ich komme mit dem gegebenen Ansatz auf das korrekte Ergebnis.
lg moody
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:52 Mi 23.10.2013 | | Autor: | KKUT91 |
habs jetzt raus. Dankeschön ;)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:26 Do 24.10.2013 | | Autor: | chrisno |
Ich wundere mich nur: cpm vermute ich als Bezeichnung für die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck. Für mein Empfinden passen konstanter Druck und Verdichten nicht zusammen.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:45 Fr 25.10.2013 | | Autor: | moody |
> Ich wundere mich nur: cpm vermute ich als Bezeichnung für
> die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck. Für
> mein Empfinden passen konstanter Druck und Verdichten nicht
> zusammen.
Da hast du auf jeden Fall recht, aber ich würde jetzt einfach mal behaupten, dass aus den gegebenen Angaben kein anderer Ansatz zu basteln ist.
Vielleicht ist die Angabe "cpm" auch nur ein Tippfehler vom OP? Macht der Gewohnheit weil oft [mm] c_p [/mm] gegeben ist?
Mich würde auf jeden Fall interessieren wie es hier weitergeht / ob andere Ansätze möglich sind bzw was der OP zu den gegebenen Größen sagt.
lg moody
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