Termodynamiske egenskaper
Disse beskriver tilstanden til stoffet og hvordan det oppfører seg i et system.
Du finner tabeller for disse verdiene i Termodynamiske tabeller
Temperatur (\(T\))
Temperatur forteller hvor varmt eller kaldt mediet er.
Vanlige enheter:
- \(°C\)
- \(K\)
Temperaturen påvirker blant annet:
- trykk
- tetthet
- fase (væske eller gass)
Trykk (\(P\))
Trykk er kraft per areal.
Vanlige enheter:
- \(Pa\)
- \(kPa\)
- \(bar\)
Trykket bestemmer ofte hvilken temperatur et medium koker eller kondenserer ved.
Eksempel:
Hvis trykket øker i en kondensator vil kondensasjonstemperaturen også øke.
Tetthet (\(ρ\))
Tetthet sier hvor mye masse som finnes i et volum.
Enhet: \(kg/m³\)
Tetthet er viktig for:
- masseflow
- pumpestørrelse
- volumstrøm
Gasser har mye lavere tetthet enn væsker.
Spesifikt volum (\(v\))
Spesifikt volum er volum per masse, atså den inverse av tetthet.
Enhet: \(m³/kg\)
Formel: \(v = \dfrac{1}{ρ}\)
Dette brukes ofte i termodynamiske beregninger.
Indre energi (\(u\))
Indre energi er energien lagret i molekylene i stoffet.
Energien lagret i trykk er då ikkje med her.
Enhet: \(kJ/kg\)
Den brukes mer i teoretisk analyse enn i praktisk kjøleteknikk.
Entalpi (\(h\))
Entalpi er en av de viktigste størrelsene i kjøleteknikk.
Enhet:
- \(J/kg\)
- \(kJ/kg\)
Entalpi kan tolkes som energiinnholdet i mediet.
Entalpi er da den indre energien pluss energien lagret av trykket. og kan då faktisk beregnast ut ifrå den indre energien \(u\) med : \(h = u + pv\)
Derfor blir entalpi veldig mykje brukt da den er direkte energien som må tilførast for å få et medium frå ein tilstand til ein annar.
Når et medium går gjennom en komponent kan man bruke forskjellen i entalpi til å finne varme, effekt i pumper, turbiner, kjeler osv.
Eksempel:
Varmeeffekt i kondensator, pumpe, prosess etc:
\(Q = ṁ \cdot (h_{inn} − h_{ut})\)
\(Q\) : Effekt \(kW\)
\(ṁ\) : massestrøm \(kg/s\)
\(h\) : Entalpi \(kJ/kg\)
Entropi (\(s\))
Entropi beskriver hvor "spredt" energien i systemet er.
Enhet: \(\dfrac{kJ}{kg·K}\)
I praksis brukes entropi mest til å:
- beskrive ideelle prosesser
- beregne virkningsgrad
- analysere kompressorer og turbiner
En isentrop prosess betyr at entropien er konstant.
Varmekapasitet (\(c_p\) og \(c_v\))
Disse forteller hvor mye energi som må til for å øke temperaturen.
\(c_p\) = varmekapasitet ved konstant trykk
\(c_v\) = varmekapasitet ved konstant volum
Enhet: \(\dfrac{J}{kg·K}\)
Disse brukes blant annet i:
- energiberegninger
- gassanalyser
- forbrenning
Kvalitet / dampfraksjon (\(x\))
Kvalitet brukes når et medium er en blanding av væske og damp.
Verdien går fra:
0 → bare væske
1 → bare damp
Eksempel:
\(x\) = 0.25 betyr at massen består av:
- 25 % damp
- 75 % væske
Dette er vanlig i:
- fordamper
- kondensator
- faseendring i kjølemedier
Fase
Fase forteller hvilken tilstand mediet er i.
Vanlige faser:
- væske
- damp
- to-fase (væske + damp)
- superopphetet damp
- komprimert væske
Hvordan bruke egenskapene i praksis
Når du bruker tabellene kan du:
- finne en tilstand som ligner på måleverdiene dine
- lese av egenskapene
- sammenligne før og etter en komponent
Typisk bruk i et kjøleanlegg:
- entalpi → beregne varmeeffekt
- temperatur → kontrollere driftspunkt
- trykk → kontrollere metningstemperatur
- kvalitet → se om væske/damp er tilstede
Ofte holder det å bruke trykk, temperatur og entalpi for å forstå hva som skjer i systemet.
Kort huskeregel
| Egenskap | Hva den forteller |
|---|---|
| Temperatur | hvor varmt mediet er |
| Trykk | hvor hardt mediet presses |
| Tetthet | hvor kompakt stoffet er |
| Entalpi | energiinnhold |
| Entropi | energiens tilstand / orden |
| Kvalitet | hvor mye som er damp |
Disse verdiene brukes sammen med prosess-tabellene for å forstå hvordan et medie oppfører seg gjennom en komponent eller prosess.