100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na betaling Zowel online als in PDF Je zit nergens aan vast
logo-home
SOLUTIONS MANUAL FOR PRINCIPLES OF TURBOMACHINERY By Seppo A. Korpela || Updated Version 2024 | A+ €11,98   In winkelwagen

Tentamen (uitwerkingen)

SOLUTIONS MANUAL FOR PRINCIPLES OF TURBOMACHINERY By Seppo A. Korpela || Updated Version 2024 | A+

 9 keer bekeken  0 keer verkocht
  • Vak
  • Instelling
  • Boek

SOLUTIONS MANUAL FOR PRINCIPLES OF TURBOMACHINERY By Seppo A. Korpela || Updated Version 2024 | A+ SOLUTIONS MANUAL FOR PRINCIPLES OF TURBOMACHINERY By Seppo A. Korpela || Updated Version 2024

Voorbeeld 4 van de 177  pagina's

  • 6 juni 2024
  • 177
  • 2023/2024
  • Tentamen (uitwerkingen)
  • Vragen en antwoorden
avatar-seller
PRINCIPLES OF TURBOMACHINERY


SOLUTIONS MANUAL


by




Seppo A. Korpela
Department of Mechanical and Aerospace Engineering
January 2012




Copyright ⃝2011-2012,
c Seppo A. Korpela

, Chapter 2
Exercise 2.1 Steam flows through a bank of nozzles shown in the figure below,
with wall thickness t2 = 2 mm, spacing s = 4 cm, blade height b = 2.5 cm, and
exit angle α2 = 68◦ . The exit velocity V2 = 400 m/s, pressure is p2 = 1.5 bar,
and temperature is T2 = 200 C. Find the mass flow rate.
Given:

b = 2.5 C s = 4 cm t2 = 0.2 cm α2 = 68◦ V2 = 400 m/s

T2 = 200 C = 473.15 K p1 = 1.50 bar = 150 kPa v2 = 1.4443 m3 /kg
Find: Mass flow rate.
Solution:

A2 = b(2 cos α2 − t2 ) = 2.5(4 cos(68◦ ) − 0.2) = 3.25 cm

A2 V2 3.25 · 400
ṁ = = 4 = 0.09 kg/s ⇐
v2 10 · 1.4443
Note that the specific volume could also be approximated as

R̄T2 8.314 · 473.15
v2 = = = 1.457 m3 /kg
Mp2 18 · 150



V1
t1
s
1




t2



α2 2
V2




2

,Exercise 2.2 Air enters a compressor from atmosphere at pressure 102 kPa and
temperature 42 C. Assuming that its density remains constant determine the spe-
cific compression work required to raise its pressure to 140 kPa in a reversible
adiabatic process, if the exit velocity is 50 m/s.
Given: Since the air is stagnant in the atmosphere, its conditions are the stagnation
conditions. The flow is isentropic and
T2 = 42 C = 315.15 K p1 = 102 kPa p2 = 140 kPa V2 = 50 m/s
Find: Specific work done.
Solution: For isentropic flow T ds = dh − vdp leads to dh = dp/ρ. In addition
h0 = h + V 2 /2 is constant. The flow is assumed incompressible because the
pressure changes only slightly and the exit velocity is small.
p 2 − p1 1 2
w= + V2
ρ 2
The density is
p1 102
ρ= = = 1.128 kg/m2
RT1 0.287 · 315.156
so that
140 − 102 502
w= + = 43.95 kJ/kg ⇐
1.128 2 · 1000
Exercise 2.3 Steam flows through a turbine at the rate of ṁ = 9000 kg/h. The
rate at which power is delivered by the turbine is Ẇ = 440 hp. The inlet total
pressure is p01 = 70 bar and total temperature is T01 = 420 C. For a reversible
and adiabatic process find the total pressure and temperature. leaving the turbine.
Given: The flow is isentropic and
T01 = 420 C p01 = 70 bar ṁ = 9000 kg/h Ẇ = 440 hp
Find: T02 and p02 .
Solution:
Ẇ 440 · 0.7457 · 3600
w= = = 131.2 kJ/kg
ṁ 9000
From steam tables h)1 = 3209.8 kJ/kg, s1 = 6.5270 kJ/kg K. At the exit
h02 = h01 − w = 3209.8 − 131.2 = 3078.6 kJ/kg s2 = 6.5270 kJ/kg K
From the superheated steam tables, or using EES,
p02 = 43.58 bar T02 = 348.5 C ⇐


3

, Exercise 2.4 Water enters a pump as saturated liquid at total pressure of p01 =
0.08 bar and leaves it at p02 = 30 bar. If the mass flow rate is ṁ = 10, 000 kg/h
and the process can be assumed to take place reversibly and adiabatically, deter-
mine the power required.
Given: The flow is isentropic and

p01 = 0.08 bar p02 = 30 bar ṁ = 10.000 kg/h

Find: Ẇ .
Solution: For isentropic flow

p02 − p01 30 − 0.08) · 105
w= = = 2.998 kJ/kg
ρ 998
Therefore
10, 000 · 2.998
Ẇ = ṁw = = 8.33 kW ⇐
3600
Exercise 2.5 Liquid water at 700 kPa and temperature 20 C flows at velocity
15 m/s. Find the stagnation temperature and stagnation pressure.
Given: The flow is isentropic and

p = 700 kPa T = 20 K V = 15 m/s

Find: T0 and p0 .
Solution: Since water is incompressible

V2 152
T0 = T + = 20 + = 20.027 = 20.027 C ⇐
2cp 2 · 4187

1 998 · 152
p0 = p + ρV 2 = 700 + = 700 + 122.75 = 812.3 kPa ⇐
2 2 · 1000
Exercise 2.6 Water at temperature T1 = 20 C flows through a turbine with inlet
velocity V1 = 3 m/s, static pressure p1 = 780 kPa and elevation z1 = 2 m. At
the exit the conditions are V2 = 6 m/s, p2 = 100 kPa and z2 = 1.2 m. Find the
specific work delivered by the turbine.
Given: Assuming that the process is isentropic and given that T1 = 20 C, and

p1 = 780 kPa z1 = 2 m V1 = 3 m/s

4

Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:

√  	Verzekerd van kwaliteit door reviews

√ Verzekerd van kwaliteit door reviews

Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!

Snel en makkelijk kopen

Snel en makkelijk kopen

Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.

Focus op de essentie

Focus op de essentie

Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper TestsBanks. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €11,98. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 75619 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Start met verkopen

Laatst bekeken door jou


€11,98
  • (0)
  Kopen