1 / 29

THERMODYNAMICA Hoofdstuk 3

THERMODYNAMICA Hoofdstuk 3. ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem. Toestandsvergelijking. Toestands-postulaat. Voor reële fluida. Toestandspostulaat: gesloten systeem  beschreven door toestandsgrootheden zijn niet onafh. van elkaar TOESTANDSPOSTULAAT:

tadeo
Download Presentation

THERMODYNAMICA Hoofdstuk 3

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. THERMODYNAMICA Hoofdstuk 3 ing. Patrick Pilat lic. Dirk Willem

  2. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat Voor reële fluida Toestandspostulaat: gesloten systeem  beschreven door toestandsgrootheden zijn niet onafh. van elkaar TOESTANDSPOSTULAAT: De toestand van een enkelvoudige samendrukbaar systeem is volledig gekend als 2 onafh. toestands- grootheden gekend zijn. P(Pa) V (m³) T(°C)

  3. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat Voor reële fluida Toestandspostulaat: gesloten systeem  beschreven door toestandsgrootheden zijn niet onafh. van elkaar enkelvoudig samendrukbaar systeem  afwezigheid van magnetische, elektrische, gravitationele, bewegings- en oppervlaktespanningseffecten P(Pa) V (m³) T(°C)

  4. sublimeren Condenseren verdampen sublimeren smelten stollen Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: DAMP VAST VLOEIBAAR

  5. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: Uit experimenten  T en v zijn onafh. toestandsgrootheden  p =f (v,T) figuur a: stof die inkrimpt bij het bevriezen

  6. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: Uit experimenten  T en v zijn onafh. toestandsgrootheden  p =f (v,T) figuur b: stof die uitzet bij het bevriezen

  7. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: figuur a: stof die inkrimpt bij het bevriezen 1-fasig gebied Solid, Vapor, Liquid v = f(T,p) T = f (v,p) p = f(v,T)

  8. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: figuur a: stof die inkrimpt bij het bevriezen 1-fasig gebied 2-fasig gebied Liquid-Vapor, Solid-Vapor, Solid-Liquid op pT-vlak  p en T afh van elkaar

  9. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: figuur a: stof die inkrimpt bij het bevriezen 1-fasig gebied 2-fasig gebied 3-fasig gebied 3 fasen in evenwicht

  10. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Het p, v, T vlak: figuur a: stof die inkrimpt bij het bevriezen verzadigde vloeistoflijn verzadigde damplijn

  11. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Fasediagram: figuur a: inkrimpen bij het bevriezen

  12. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Fasediagram: figuur b: uitzetten bij het bevriezen 1 atm 273,15 K 373,15 K

  13. 0,6113 273,16 Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Fasediagram: [kPa] [K] Verzadigingstemperatuur / verzadigingsdruk (dampdruk)  Waarbij faseverandering optreedt

  14. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida pv-diagram: figuur a: inkrimpen bij het bevriezen

  15. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram pv-diagram: 5 2 3 4 1 Coexist.geb. (NATTE DAMP) isotherm 1 2 3 4 5 (verzad. vloeist.) (verzad. damp) (natte damp) (oververhitte damp)

  16. isothermen Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida pv-diagram: Coexistentiegebied (NATTE DAMP)

  17. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Tv-diagram: figuur a: inkrimpen bij het bevriezen

  18. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Tv-diagram: isobaar 5 3 2 4 1 Coexistentiegebied 5 4 1 2 3 Q Q Q Q Q (oververhitte damp) (verzad. damp) (verzad. vloeist.) (natte damp)

  19. dampgehalte “x” X = mdamp / mtotaal = 0 … 1 Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram Voor reële fluida Tv-diagram: isobaren Coexistentiegebied

  20. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte Voor reële fluida Dampgehalte “x”:

  21. VD (v’’) VL (v’) Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte Voor reële fluida Dampgehalte “x”: Verband tussen specifiek volume (m³/kg) en dampgehalte V = VL + VD mtot . v = mL.vL + mD . vD mtot . v = (mtot - mD).vL + mD . vD … v = (1-x).v’ + x.v” met: x = mdamp / mtotaal v’ en v”  tabellen achteraan in de cursus

  22. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen:  simpele relaties tussen toestandsgrootheden ingenieurssystemen  dikwijls p,v, T relaties voor gassen ideale gaswet: p.V = m.R.T  Wanneer toepasbaar ? waterdamp = ideaal gas ?? = afh. van de toepassing (airco, stoominstallatie …) p < 10 kPa≈ ideaal gas

  23. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: als het gedrag van het gas afwijkt van een ideaal gas (t.g.v. p)  Samendrukbaarheidsfactor “Z” (=correctiefactor) Ideaal gas: p.vi = R.T geen ideaal gas: p.vw = Z.R.T  Z = vw / vi Vi = volume volgens ideale gaswet vw = werkelijk volume

  24. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: Z-waarde is afh. van het soort gas bij bepaalde p en T  gereduceerde p en T  pr = p/pk Tr = T/Tk pk en Tk zie tabel A1 corresponderende toestanden

  25. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: dus voor werkelijke gassen  andere toestandsvergelijkingen - Vergelijking van Van der Waals - Vergelijking van Beattie-Bridgeman - Veelterm als toestandsvergelijking ! Enkel bruikbaar gassen ! NIET VOOR VLOEISTOFFEN OF NATTE DAMP

  26. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: dus voor werkelijke gassen  andere toestandsvergelijkingen - Vergelijking van Van der Waals Boyle Mariotte  ideale gas: beweging van massapunten zonder eigenvolume en oefenen geen kracht op elkaar uit. p’.v’ = R.T (p+p).(v-b) = R.T met: b = eigenvolume molecule p = p t.g.v. intermoleculaire krachten = a/v²

  27. Volgens ideale gaswet Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: dus voor werkelijke gassen  andere toestandsvergelijkingen - Vergelijking van Van der Waals

  28. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: dus voor werkelijke gassen  andere toestandsvergelijkingen - Vergelijking van Van der Waals - Vergelijking van Beattie-Bridgeman = gebaseerd op 5 experimenteel bepaalde constanten constanten  zie tabellen

  29. Toestandsvergelijking • Toestands-postulaat • fasediagram • dampgehalte • Toestands- vergelijkingen Voor reële fluida Toestandsvergelijkingen: dus voor werkelijke gassen  andere toestandsvergelijkingen - Vergelijking van Van der Waals - Vergelijking van Beattie-Bridgeman - Veelterm als toestandsvergelijking

More Related