作者thermalBolo (热亭照面包)
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标题Re: [问题] 问一题热力学的问题..
时间Sun Feb 19 00:21:56 2012
※ 引述《thermalBolo (热亭照面包)》之铭言：
: 这题目也有点像单操，但似乎不能用单操的MEB eqn求得其解，
: 所以我思考是不是该用化工热力学的方式去求解？
: 想请各位前辈不吝指正。
: 题目如下：（摘自97年国考 化工程序考题）
: 五、将离地面15 公尺深的井水以3 hp（1 hp = 745.7 瓦特（W））的马达（效率为65%）
: 以每小时2000 公斤之速率打至离地面185 公尺高的储水槽（液面保持一定）；为
: 防止冬天结冰，以一加热器以每小时30,000 仟焦耳（KJ）热量注入系统中，而整个
: 系统热损失为每小时25,000 仟焦耳，假设井水温度为35℉，求储水槽中之水温度
: 为多少？（水之比热为4.187KJ/（kg．K））。（20 分）
: 我的解法：
: 由pump的 Ws ＝ － η*Pp/质量流率 ，求得 Ws
: 再代入 1st Law for a steady-state opened system：
: ΔH ＋Δ动能差/质量 ＋Δ位能差/质量 ＝ Q －Ws
: 然後 以［pump＆加热器］内部流体 为系统，将单位质量动能差、位能差 忽略不计，
: 得：ΔH ＝ Q －Ws
: 最後，由
: 质量流率 *ΔH ＝ 质量流率 * Cp * (T2－T1) ＝ Q゛－Ws゛ ----(1)
: 将Q゛＝(30,000－25,000)*1000 ＝ 5*10^6 J/hr
: Ws゛＝ 质量流率 * Ws ＝ －η*Pp ＝－0.65*3*745.7 J/s
: ＝-0.65*3*745.7*3600 J/hr
: T1＝(35-32)*5/9＝1.67 ℃ or K
: Cp＝4187 J/kg*K
: m゛＝质量流率＝ 2000 kg/hr
: 代入(1)式中，
: 得
: T2－T1＝T2－1.67＝1.22， 而求得 T2＝2.89℃
: →储水槽内水温为 2.89 ℃
: 请问各位前辈们，我这样的解法对吗？ 有没有什麽问题呢？
: 谢谢您～ ^^
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◆ From: 111.248.4.88
※ 编辑: thermalBolo 来自: 111.248.4.88 (02/17 10:56)
→ badiverson:我有用MEB算耶~算出来跟你差0.5度-,- 218.35.253.205 02/17 23:02
→ badiverson:但是用MEB还是要回归到热力学定律 218.35.253.205 02/17 23:05
→ badiverson:因为MEB就是从热力学第一定律导出来的 218.35.253.205 02/17 23:06
推 badiverson:对了,你少考虑到位能差了 218.35.253.205 02/18 15:12
恩..
因我将流经pump＆heater的流体视为一系统，只考虑通过pump和heater的焓变化量，
所直接造成的温度改变，所以就得到了这个答案....
请问大大：真的要考虑位能吗？
（因我在想..在平地的管内流体和高处的管内流体是否真会有温度差？
在忽略MEB摩擦损失能量的前提下，－Ws＝ΔE/kg＋ΔU/kg＋ΔP/ρ－hf，
pump为流体系统带来了压力能，而因为高度差的位能损耗，
将压力能给抵销了，所以我没有考虑位能差....）
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 114.45.161.180
※ 编辑: thermalBolo 来自: 114.45.161.180 (02/19 00:22)
1F：推 badiverson:你的C.V 只取到pump and heater的话 218.35.253.205 02/19 02:39
2F：→ badiverson:而不考虑位能差,变成只是平行的输送 218.35.253.205 02/19 02:40
3F：→ badiverson:但是题目是说 吸取离地3M,打到高度185M 218.35.253.205 02/19 02:41
4F：→ badiverson:PUMP的设置不单单只是提供流体从原本 218.35.253.205 02/19 02:42
5F：→ badiverson:低压->高压 转成 高压->低压进而流动 218.35.253.205 02/19 02:42
6F：→ badiverson:亦可以克服高度差等等等 218.35.253.205 02/19 02:43
7F：推 badiverson:至於你说的位能问题的话 218.35.253.205 02/19 02:46
8F：→ badiverson:我举个很简单的例子来说 218.35.253.205 02/19 02:46
9F：→ badiverson:对於一公斤的水要改变其内能1KJ需要多 218.35.253.205 02/19 02:47
10F：→ badiverson:少高度,简单算一下大概要102公尺 218.35.253.205 02/19 02:49
11F：→ badiverson:但是利用加热来改变1KG水的内能1KJ 218.35.253.205 02/19 02:50
12F：→ badiverson:就只要0.239度左右 218.35.253.205 02/19 02:50
13F：→ badiverson:这样你就知道说在现实上是有温度差 218.35.253.205 02/19 02:52
14F：→ badiverson:但是我们感觉不出来而已 218.35.253.205 02/19 02:52
15F：推 badiverson:不知道这样说你懂不懂@@ 218.35.253.205 02/19 03:04
16F：推 YJM1106:现在常常在算这个XD 搞食品工厂化工制程 114.32.140.100 02/19 12:43
17F：→ thermalBolo:谢谢badiverson，我搞懂了.... 111.248.3.189 02/20 09:54
18F：→ thermalBolo:刚刚翻了林隆化热书第一章第二题， 111.248.3.189 02/20 09:54
19F：→ thermalBolo:已经说明了流动系统焓H必须考虑Ep和Ek 111.248.3.189 02/20 09:55
20F：→ thermalBolo:ie流动系统所在位置高度,会影响焓数值 111.248.3.189 02/20 09:57
21F：→ thermalBolo:原来MEB eqn: 泵Ws 赋予了Ek、Ep、ΔP 111.248.3.189 02/20 10:17
22F：→ thermalBolo:而管线赋予了-hf 111.248.3.189 02/20 10:17
23F：→ thermalBolo:但在1st Law: 系统温度变化来自ΔH， 111.248.3.189 02/20 10:18
24F：→ thermalBolo:而ΔH焓变化来自轴功、热、动能、位能 111.248.3.189 02/20 10:20
25F：→ thermalBolo:设定的流体系统ΔEk可忽略,ΔEp不可略 111.248.3.189 02/20 10:22
26F：→ thermalBolo:谢谢大大,您真热心,以後多交流,thx ^^ 111.248.3.189 02/20 10:24
27F：推 badiverson:我目前在当兵啦xd 有时候也会加减看 218.35.253.205 02/25 00:43
28F：→ badiverson:输送 化动热 所以还有点印象 218.35.253.205 02/25 00:44