Exercițiu Calculul unei pompe termodinamice

Calculul unei pompe

O pompă este utilizată pentru a crește presiunea unui flux constant de apă lichidă de la 1 bar la 100 bar. Temperatura apei de intrare este \ (25 \ textrm< °C>\). Se presupune că pompa este adiabatică și reversibilă.

unei

Întrebare

Calculați energia consumată de pompă pe kg de apă, folosind tabelele cu aburi și ecuația RKS-Mathias .

Index

Deoarece pompa este adiabatică și reversibilă, este izentropă. Deoarece este un sistem deschis în regim permanent, energia necesară pentru creșterea presiunii unui kg de apă este egală cu variația entalpiei de masă între intrarea și ieșirea pompei.

Soluţie

Putem folosi mesele cu aburi. Apa care intră în pompă (\ (T = 298,15 \ textrm< K>\), \ (P = 1 \ textrm< bar>\)) are o entalpie specifică \ (h_e = 104.928 \ textrm< kJ/kg>\) și o entropie de masă \ (s_e = 0.36723 \ textrm< kJ/kg>\). Apa de ieșire va fi caracterizată de aceeași entropie de masă și o presiune de 100 bar: în aceste condiții, o temperatură de ieșire de \ (25,19 \ textrm< °C>\) și o entalpie de ieșire \ (h_s = 114.829 \ textrm< kJ/kg>\). Energia necesară per kg de apă care trece prin pompă este, prin urmare, conform primului principiu pentru sistemele deschise în funcționare permanentă:

Este posibil să facem același calcul cu ecuația de stare RKS-Mathias și găsim o temperatură de ieșire de \ (25,63 \ textrm< °C>\); energia necesară este acum \ (13.14 \ textrm< kJ/kg>\) (în loc de \ (9.90 \ textrm< kJ/kg>\)).