Aufgabe: Von einer Kreiselpumpe mit radialem Laufrad und horizontaler Welle sind folgende Daten bekannt:

Förderhöhe: 34 m

Volumenstrom: 530 m³/h

Drehzahl: 1450 min^-1

Durchmesser des Eintrittsstutzens: 250 mm

Durchmesser des Austrittsstutzens: 250 mm

Höhenunterschied: 500 mm

Geschwindigkeit: 0 m/s

Dichte des Wassers: 1000 kg/m³

Umgebungsdruck: 1 bar

Sättigungsdruck des Wassers: 0,02 bar

Bei einer Saughöhe h_s = 2m und einem Volumenstrom= 530 m³/h wurde im Eintrittsstutzen der Pumpe ein Überdruck p_e,E = -0,47 bar gemessen.

Die Pumpe soll nun bei einem Volumenstrom= 400 m³/h betrieben werden.

Berechnen Sie

a) den Druckverlust Δp_v,SL der Saugleitung bei Volumenstrom= 530 m³/h

b) den Druckverlust Δp_v,SL der Saugleitung bei Volumenstrom= 400 m³/h

c) die maximal zulässige Saughöhe h_S,max bei Volumenstrom= 400 m³/h

d) den Überdruck p_e,E im Eintrittsquerschnitt der Pumpe bei Volumenstrom= 400 m³/h und der unter d) berechneten maximal zulässigen Saughöhe h_S,max bei diesem Volumenstrom

Hey,

Weiss jemand wie diese Aufgabe geht? Danke euch voraus. Übe gerade für eine Prüfung.

Aufgabe: Einer Wassermenge m=1 kg der Temperatur T=275 K wird einem Wärmebehälter von 375 K zugeführt, bis die Temperatur des Wassers ebenfalls 375 K beträgt. Wie groß ist die Entropieänderung

a) des Wassers,

b) des Wärmebehälters,

c) des gesamten Systems?

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: In das mit einem großen Speicher/Stausee verbundene Fallrohr ist in einem Krafthaus eine PELTON-Wasserkraftturbine eingebaut. Der Volumenstrom V (18.000 m³/h) durch die Turbine und die Ausströmgeschwindigkeit v (5 m/s) aus dem Fallrohr sind gegeben. Ferner ist die Höhe h (850 m) und die Dichte des Fluids (Wasser) bekannt. Die Wasserturbine kann im stationären Betrieb 41,6925 KW Leistung P fördern

Annahme: ideale, verlustlose Energieumsetzung (reibungsfrei) 

a) Wie groß ist die spezifische Stutzenarbeit Y?

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: In einem großen Wassertank ist ein Rohr eingetaucht

Gegeben: L=20 m >> D, L_1 = 5 m; h=5 m; g=10 m/s² 

 a) Zu welchem Zeitpunkt nach Öffnen des Ventils erreicht die Strömung 99% ihrer Endgeschwindigkeit?

b) Um wie viel unterscheidet sich dann der Druck im Punkt „A“ von seinem Endwert? 

Hinweise: Die Wand- und Rohrreibung sind zu vernachlässigen 

Lösung: a) 7,5 s b) 746 Pa

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Ein Springbrunnen wird aus einem großen Behälter gespeist. Durch Einschalten einer Pumpe im Zulaufrohr (Länge L=10 m) wird eine konstante Druckdifferenz Δp erzeugt. Nach T_99,9=7,6 Sekunden erreicht die Geschwindigkeit am Rohrende 99% des stationären Endwertes (v_t→∞). Die Erdbeschleunigung kann vereinfachend mit 10 m/s² angenommen werden. 

a) Bestimmen Sie die Höhe H der Fontäne für t→∞.

b) Nach welcher Zeit t1/2 erreicht sie die halbe stationäre Höhe? 

Hinweise: Die Wand- und Rohrreibung sind zu vernachlässigen

Lösung: a) 5 m b) 1,763 s

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus. Hier sind Werte die ich vorher ausgerechnet habe: Massenstrom: 48 kg/h ; Volumenstrom: 0,048 m³/h; Geschwindigkeit: 17 cm/s; es ist eine laminare Strömung

Aufgabe: Ein elektrischer Durchlauferhitzer wird durch eine kleine Pumpe strömungstechnisch angetrieben und liefert 8 Liter heißes Wasser (von 15 °C auf 95 °C) 10 Minuten.

a) Berechnen Sie die Pumpenleistung für eine angenommene 10m lange Zuleitung und unter der Annahme, dass das Wasser 1m hoch gepumpt werden muss. (Weitere energetische Aufwendungen wie Druckverluste durch Krümmer u.ä. können vernachlässigt werden. Stoffwerte für 15 °C nehmen.) 

Lösung: a) 1W 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Eine Pumpe fördert Wasser durch ein raues Rohr (Sandrauhigkeit k_s) von der Höhe h_1 auf die Höhe h_2.

Gegeben: Volumenstrom=0,63 m³/s; h1=10m; h2=20m; L=20km; D=1m; k_s=2mm; ρ=103 kg/m³ Zähigkeit; ν=10^-6 m²/s; pa=1bar; g=10m/s² 

Bestimmen Sie:

a) den Druck p_1 am Pumpeneintritt

b) den Druck p_2 am Pumpenaustritt

c) die Nutzleistung der Pumpe.

Lösung: a) p_1=1,22 bar b) p2=3,77 bar c) 160,5 kW 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Eine Pumpe fördert Wasser durch ein raues Rohr (Sandrauhigkeit k_s) von der Höhe h_1 auf die Höhe h_2.

Gegeben: Volumenstrom=0,63 m³/s; h1=10m; h2=20m; L=20km; D=1m; k_s=2mm; ρ=103 kg/m³ Zähigkeit; ν=10^-6 m²/s; pa=1bar; g=10m/s² 

Bestimmen Sie: a) den Druck p_1 am Pumpeneintritt b) den Druck p_2 am Pumpenaustritt c) die Nutzleistung der Pumpe.

Lösung: a) p_1=1,22 bar b) p2=3,77 bar c) 160,5 kW 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: In einem großen Wassertank ist ein Rohr eingetaucht

Gegeben: L=20 m >> D, L_1 = 5 m; h=5 m; g=10 m/s² 

 a) Zu welchem Zeitpunkt nach Öffnen des Ventils erreicht die Strömung 99% ihrer Endgeschwindigkeit? b) Um wie viel unterscheidet sich dann der Druck im Punkt „A“ von seinem Endwert? 

Hinweise: Die Wand- und Rohrreibung sind zu vernachlässigen 

Lösung: a) 7,5 s b) 746 Pa

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Ein Springbrunnen wird aus einem großen Behälter gespeist. Durch Einschalten einer Pumpe im Zulaufrohr (Länge L=10 m) wird eine konstante Druckdifferenz Δp erzeugt. Nach T_99,9=7,6 Sekunden erreicht die Geschwindigkeit am Rohrende 99% des stationären Endwertes (v_t→∞). Die Erdbeschleunigung kann vereinfachend mit 10 m/s² angenommen werden. 

a) Bestimmen Sie die Höhe H der Fontäne für t→∞. b) Nach welcher Zeit t1/2 erreicht sie die halbe stationäre Höhe? 

Hinweise: Die Wand- und Rohrreibung sind zu vernachlässigen 

Lösung: a) 5 m b) 1,763 s

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Eine Welle einer FRANCIS-Turbine befindet sich z=1,9 m über dem Wasserspiegel des unteren Wasserplateaus (Unterwasser). Die Daten für den Nennbetriebspunkt lauten:

-> Volumenstrom V =1,4 m³/s  

->abgegebene Leistung P=600 kW

In diesem Betriebspunkt zeigt die Manometeranzeige auf der Seite des Turbineneintritts einen statischen Überdruck von p=4,5 bar; es wird eine Strömungsgeschwindigkeit von c=7,5 m/s gemessen.

a) Mit welcher Fallhöhe (inkl. Druckenergie und kinetischer Energie) arbeitet die Turbine?

b) Wie groß ist der Turbinenwirkungsgrad η_T? 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Es wird eine Wasserkraftanlage betrachtet, die im Turbinenbetrieb zur Stromerzeugung und im Pumpbetrieb zum Hochpumpen von Wasser für spätere Spitzenstromerzeugung eingesetzt werden kann. Von zwei Messstellen sind Daten in folgender Tabelle eingetragen. Der angegebene Druck ist als Überdruck angegeben. 

Der Volumenstrom beträgt V= 60m³/ s . Folgende Fragen sind zu beantworten:

a) Wie groß sind die Verluste an mechanischer Energie zwischen den beiden Messstellen, ausgedrückt in Druckverlust Δp_v und in Druckhöhenverlust Δh_v= Δp_v/ρg? 

b) Zwischen den Punkten 2 und 3 treten Reibungsverluste mit einem ξ-Wert von 3,0 bezogen auf die Geschwindigkeit an der Messstelle 2, die im gesamten Rohrabschnitt zwischen 2 und 3 herrscht. Wie groß ist die Turbinen- oder Pumpleistung an der Welle, wenn der Maschinenwirkungsgrad η_p = 90% beträgt. Die Größe η_p ist definiert als das Verhältnis von Zuwachs an mechanischer Leistung im Fluid im Maschinenaustritt gegenüber der Leistung im Maschinenaustritt P_h zu der an der Welle zugeführten Leistung P_w

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Ein großer See ist durch einen Überströmkanal mit einem Reservoir und durch ein Leitungssystem mit einem tiefer gelegenen See verbunden (s. Skizze).

Um über den möglichen Einbau einer Wasserkraftanlage entscheiden zu können, sollen zunächst

a) der gesamte Volumenstrom, der bei geöffnetem Überströmkanal (Schieber oben) in den unteren See fließt sowie

b) die maximal mögliche Leistungsentnahme (ideale, theoretische Bedingungen, vollständige Umwandlung der Höhenenergie in Druckenergie) bestimmt werden.

c) die Ausflusszeit ermittelt werden, bis zu der das Reservoir – bei geschlossenem Überströmkanal (Schieber unten) – leer gelaufen ist. (Hinweis: überlegen Sie zunächst, bis zu welcher Höhe das Reservoir leer laufen kann, wenn der Schieber geschlossen ist.) 

Hinweis: Die Höhenunterschiede in den horizontal verlaufenden Leitungen und die Wandreibungen sind zu vernachlässigen.  

Gegeben: ρ_Wasser, g, h=2m, l=6m, A=3 m², Oberfläche Reservoir: 1000 m²

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: In das mit einem großen Speicher/Stausee verbundene Fallrohr ist in einem Krafthaus eine PELTON-Wasserkraftturbine eingebaut. Der Volumenstrom V (18.000 m³/h) durch die Turbine und die Ausströmgeschwindigkeit v (5 m/s) aus dem Fallrohr sind gegeben. Ferner ist die Höhe h (850 m) und die Dichte des Fluids (Wasser) bekannt.

Annahme: ideale, verlustlose Energieumsetzung (reibungsfrei) 

a) Welche Leistung P kann die Wasserturbine im stationären Betrieb fördern?

b) Wie groß ist die spezifische Stutzenarbeit Y?

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: In einer Niederdruckdampfturbine wird ein Wasserdampfstrom m = 2,02 kgs^-1 entspannt. Die an der Welle gemessene Turbinenleistung beträgt P_t = -2,11 MW. Wie groß ist der von der Turbine abgegebene Wärmestrom Q_1,2 , wenn der eintretende Wasserdampf die spezifische Enthalpie h_1 = 3421,4 kJkg^-1 besitzt und der austretende Wasserdampf die Enthalpie h_2 = 2242,5 kJkg^-1? Näherungsweise gilt c_1 = c_2.

Lösung: Q_1,2 = -271,4 kW 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Beim einem Strahltriebwerk misst man am Prüfstand beim Betrieb im Auslegungspunkt ohne Nachbrenner die Verdichter-Eintrittsgeschwindigkeit

c₁ = 170 m/s

und die Düsen-Austrittsgeschwindigkeit

c₉ = 485 m/s.

Der Luftdurchsatz ist hierbei

̇ṁ_L = 77 kg/s,

es werden

̇̇ṁ_B = 4268 kg/h

Brennstoff (JP4 mit dem Heizwert Δh = 42.500 kJ/kg) zugeführt.

Wie groß ist die Änderung der spezifischen Enthalpie

h₉ – h₁

zwischen Ein- und Austritt? 

Anmerkung: Bei der Lösung der Aufgabe kann die Erhöhung des Massendurchsatzes durch die Brennstoffzufuhr vernachlässigt werden. 

Lösung: h₉ – h₁ = 551,2 kJ/kg 

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus.

Aufgabe: Mit einem Prandtl-Staurohr wurden vor einem Ventilator in Luft (R_L = 0,2871 kJ/(kgK), T_1 = 293 K) folgende Größen gemessen:

p_0 - p_1 = 235 mmWS, p_1 = 1,035 bar 

Gesucht ist die Geschwindigkeit c_1. 

Lösung: c_1 = 61,2 m/s

Hey,

Kann mir jemand bei dieser Aufgabe weiterhelfen? danke euch voraus. Hier sind Werte die ich vorher ausgerechnet habe: Massenstrom: 48 kg/h ; Volumenstrom: 0,048 m³/h; Geschwindigkeit: 17 cm/s

Aufgabe: Ein elektrischer Durchlauferhitzer wird durch eine kleine Pumpe strömungstechnisch angetrieben und liefert 8 Liter heißes Wasser (von 15 °C auf 95 °C) 10 Minuten.

a) Beurteilen Sie über die Berechnung der Reynoldszahl, ob die Strömung laminar oder turbulent ist. 

b) Berechnen Sie die Pumpenleistung für eine angenommene 10m lange Zuleitung und unter der Annahme, dass das Wasser 1m hoch gepumpt werden muss. (Weitere energetische Aufwendungen wie Druckverluste durch Krümmer u.ä. können vernachlässigt werden. Stoffwerte für 15 °C nehmen.) 

Lösung: a) 1.500 laminar b) 1W 

Hey,

Weiss jemand wie diese Aufgabe geht? Danke euch voraus. Übe gerade für eine Prüfung.

Aufgabe: In einem mit wärmedurchlässigen Wänden umgebenen Zylinder befinden sich 0,5 m³ Gas, dessen Druck durch einen konstant belasteten Kolben auf 2 bar gehalten. Dem Gas wird über einen Rührer die Arbeit WR=0,2 kWh zugeführt. Die Hälfte dieser Arbeit erhöht die innere Energie des Systems, dabei ändert sich das Volumen des Gases auf 1 m³ .

a) Welche Wärmemenge wird zugeführt?

Hey,

Weiss jemand wie diese Aufgabe geht? Danke euch voraus. Übe gerade für eine Prüfung.

Aufgabe: Ein geschlossenes System wird auf dem Weg 1-2-3 in den Zustand 3 überführt, dabei werden 80 kJ Wärme zugeführt und 30.000 Ws Arbeit gewonnen, vgl. Abb. 1.

Abb.1

a) Welche Wärmemenge in kJ muss auf dem Weg 1-4-3 zugeführt werden, wenn eine Arbeit von 10.000 J gewonnen wird?

b) Welche Wärmemenge muss auf dem Weg 3-1 zugeführt werden, wenn dem System eine Arbeit von 20.000 Ws zugeführt wird?

Lösung: a) Q143 = 60 kJ b) Q31 = -70 kJ