Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Document preview thumbnail
Voorbeeld 1 van de 3 pagina's
Tentamen (uitwerkingen)

MAE 201 Engineering Thermodynamics I Summer 2020 Final Test Closed books & notes

Document preview thumbnail
Voorbeeld 1 van de 3 pagina's

MAE 201: Engineering Thermodynamics I Summer 2020 Final Test Closed books & notes Problem 1. (25 points) Water contained in a piston-cylinder assembly, initially at 1.5 bar and a quality 20 % is heated at constant pressure until the piston hits the stops. Heating then continues until the water is saturated vapor. For the overall process of the water, evaluate the work and heat transfer, each in kJ/kg. Kinetic and potential effects are negligible. Solution: Q = m∆u + P∆∀ ⇒ q = ∆u + w = ∆u + P∆v ; P P 1.5bar 1 = 2 = kJ kg m w kPa kg m v v v kg m v v v kg m kg m v xvg 150 0.139 21 0.139 0.371 0.05 0.08 0.2 1.16 0.232 , 3 3 2 1 3 2 3 1 3 3 1 = ⋅ ≈ ∆ = − = ≈ = ⋅ = = = = ( ) kg kJ kg kJ u u xu f fg 467 0. = + = + ⋅ = ; ( ) kg kJ u u v 2 = g 3 ≈ 2561 ( ) kg kJ kg kJ q = ∆u + w = 2561− 877 + 21 = 1705 Problem 2. (25 points) Steam enters a turbine operating at steady state with a mass flow rate of 4600 kg/h. The turbine develops a power output of 1000 kW. At the inlet, the pressure is 60 bar, the temperature is 400 ˚C, and the velocity is 10 m/s. At the exit the pressure is 0.1 bar, the quality is 0.9, and the velocity is 30 m/s. Calculate the rate of heat transfer between the turbine and surroundings in kW. Solution: h ke pe m W m Qnet net − = ∆ + ∆ + ∆     ( )                 − = + − + 2 2 1 2 2 2 1 v v Q W m h h net net    3178.3 , 2345.4 , 1 2 2 2 2 h = kJ kg h = hf + x hfg = kJ kg Tables A6, A5 Qnet kW ( ) kW 63.8 kW

Voorbeeld van de inhoud

SAMPLE SOLUTIONS
MAE 201: Engineering Thermodynamics I
Summer 2020

Final Test

Closed books & notes

Problem 1. (25 points) Water contained in a piston-cylinder assembly, initially at 1.5 bar and a
quality 20 % is heated at constant pressure until the piston hits the stops. Heating then continues
until the water is saturated vapor. For the overall process of the water, evaluate the work and heat
transfer, each in kJ/kg. Kinetic and potential effects are negligible.
Solution:
Q = m∆u + P∆∀ ⇒ q = ∆u + w = ∆u + P∆v ; P1 = P2 = 1.5bar
m3 m3 0.08 m3
v1 ≈ xv g = 0.2 ⋅ 1.16 = 0.232 , v 2 = v3 = v1 = 0.371
kg kg 0.05 kg
m3
∆v = v 2 − v1 = 0.139
kg
m3
w = 150 kPa ⋅ 0.139 ≈ 21 kJ
kg
kJ kJ kJ
u1 = u f + xu fg = (467 + 0.2 ⋅ 2052 ) = 877 ; u 2 = u g (v3 ) ≈ 2561
kg kg kg
kJ kJ
q = ∆u + w = (2561 − 877 + 21) = 1705
kg kg

Problem 2. (25 points) Steam enters a turbine operating at steady state with a mass flow rate of
4600 kg/h. The turbine develops a power output of 1000 kW. At the inlet, the pressure is 60 bar, the
temperature is 400 ˚C, and the velocity is 10 m/s. At the exit the pressure is 0.1 bar, the quality is
0.9, and the velocity is 30 m/s. Calculate the rate of heat transfer between the turbine and
surroundings in kW.

Solution:

Q net W net
− = ∆h + ∆ke + ∆pe
m m
  v 2 − v12 
Q net = W net + m (h2 − h1 ) +  2 
  2 

h1 = 3178.3 kJ kg , h2 = h f 2 + x 2 h fg 2 = 2345.4 kJ kg , Tables A6, A5

4600 
Q net = 1000kW +  (2345.4 − 3178.3) +  900 − 100  kW = −63.8 kW
3600   2000 

1

Documentinformatie

Geüpload op
9 juli 2025
Aantal pagina's
3
Geschreven in
2024/2025
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden
$8.49

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
Abbyy01
3.5
(13)
Verkocht
98
Volgers
33
Items
1337
Laatst verkocht
1 week geleden


Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen