Examen
Tentamen (uitwerkingen) Warmteleer (MAOB18V1PHYS1)
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Natuurkunde tentamen warmteleer met als onderwerp compressoren.
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raoulz
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Toetseenheid: Physics 1Toets: Warmteleer 2
Klas: M1
Docent: ir H.N. van den Oever
Datum: 15-03-2019
Tijd: 0800u tot 0900u
Hulpmiddelen: Rekenmachine + Formuleblad
Werk netjes en nauwkeurig. Zorg voor een duidelijke uitwerking, overzicht en een
systematische aanpak!! Veel succes!
1. Kringprocessen (10 + 25 + 25 = 60 pnt)
In een motor doorloopt 1 kg lucht een niet ideaal kringproces.
Er is sprake van 4 achter elkaar verlopende toestandsveranderingen:
1->2 lucht wordt isentroop gecomprimeerd tot 6% van het beginvolume.
2->3 na de compressie volgt een isochoor proces waarbij de druk 60% groter wordt.
(explosie)
3->4 de expansie verloopt polytropisch met n = 1,35 tot het beginvolume weer is bereikt.
(er is een beetje na verbranding van het mengsel, vlam was nog niet helemaal uit)
4->1 tenslotte volgt er een uitlaatslag waarbij de lucht met constant volume daalt in druk
tot de begintoestand.
Deze kringloop herhaalt zich.
Beschouw de lucht als een ideaal gas met:
cp = 1005 J/(kg K), cv = 720 J/(kg K), R = 285 J/(kg K) en k = 1,396
Verder is gegeven: p1 = 2,2 bar en T1 = 27 ºC
a. Schets een p-V diagram, en vermeld daarbij wat gegeven is.
b. Bepaal de drukken, volumes en temperaturen voor alle toestanden.
c. Bepaal het thermisch rendement.
Tweede vraag op achterkant van dit blad
1
, Physics 1 MIWB
2. Compressors (5 + 10 + 15 = 30 pnt)
Er wordt per seconde 2 kg lucht van 1 bar naar 9 bar gecomprimeerd.
De lucht wordt aangezogen met een temperatuur van 20 ºC.
De eindcompressie temperatuur is 200 ºC.
Beschouw de lucht als een ideaal gas met:
cp = 1005 J/(kg K), cv = 720 J/(kg K), R = 285 J/(kg K) en k = 1,396
a. Bereken met de wet van Poisson de exponent n.
Kom je niet uit vraag a, doe dan een logische aanname voor exponent n.
b. Bereken benodigde aandrijfvermogen in kW.
c. Bereken de hoeveelheid warmte die vrij komt bij de koelribben in kJ/s.
2
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