ENTROPY ANALYSIS IN THERMAL ENGINEERING SYSTEMS

Cover......Page 1
ENTROPY ANALYSIS IN
THERMAL ENGINEERING
SYSTEMS
......Page 3
Copyright......Page 4
Dedication......Page 5
Preface......Page 6
Acknowledgments......Page 10
Thermodynamic properties......Page 11
Conservation of mass......Page 12
First law of thermodynamics......Page 13
Second law of thermodynamics......Page 15
Entropy generation......Page 17
Entropy generation in closed systems......Page 18
Combined first and second laws......Page 20
References......Page 21
Introduction......Page 22
Charles\' law......Page 23
Experiments of Rumford and Davy......Page 24
Between 1800 and 1849......Page 25
Carnots contribution......Page 26
Poissons equations......Page 29
Experiments of Joule......Page 30
Absolute temperature scale......Page 31
Theoretical developments......Page 32
Remarks......Page 35
References......Page 36
The common tutorial method......Page 38
Proof of corollaries......Page 39
Shortcomings of the proof......Page 40
Carnot efficiency......Page 42
Clausius inequality......Page 44
Derivation of the Carnot efficiency......Page 45
Derivation of the Clausius integral......Page 47
Definition of entropy......Page 50
Carnot cycle on T-S diagram......Page 51
References......Page 52
Introduction......Page 53
Pressure drop......Page 54
Expansion......Page 56
Mixing......Page 58
Interpretation of entropy......Page 60
References......Page 62
Introduction......Page 63
Thermodynamic power cycles......Page 64
Stirling cycle......Page 65
Brayton cycle......Page 66
Otto cycle......Page 67
Atkinson cycle......Page 68
Diesel cycle......Page 69
Miller cycle......Page 70
Efficiency comparison......Page 72
References......Page 74
Introduction......Page 75
Curzon-Ahlborn engine......Page 76
Novikovs engine......Page 80
Modified Novikovs engine......Page 82
Carnot vapor cycle......Page 85
References......Page 90
Introduction......Page 92
Brayton cycle......Page 93
Otto cycle......Page 98
Atkinson cycle......Page 100
Diesel cycle......Page 104
Isentropic compression and expansion......Page 106
Fixed heat input......Page 109
Specific entropy generation......Page 110
Proof that wrev is relatively constant......Page 112
Gas turbine cycle......Page 117
Enthalpy and entropy flows......Page 118
Determination of SEG......Page 120
Illustrative example......Page 121
Determination of SEG......Page 123
Numerical example......Page 124
Combined cycle......Page 126
Thermodynamic model......Page 127
Illustrative example......Page 129
Modified design......Page 131
Organic Rankine cycle......Page 133
References......Page 136
Introduction......Page 137
Maximum conversion efficiency......Page 138
Fuel cell operating on methane......Page 141
Numerical example......Page 142
Open circuit voltage......Page 143
Second issue......Page 145
SOFC model......Page 148
Illustrative example......Page 150
References......Page 153
Introduction......Page 154
Definition of equilibrium......Page 155
Experimental examination of theory......Page 156
Thermodynamics of chemical reaction......Page 159
Exothermic reaction......Page 160
Gibbs function......Page 161
Reaction advancement......Page 163
Methane steam reforming......Page 164
Kinetic model......Page 166
Semiempirical model......Page 168
References......Page 172
Thermal exergy......Page 174
Flow exergy......Page 176
Chemical exergy......Page 177
A simple relation for chemical exergy......Page 180
Maximum efficiency......Page 182
Minimum exhaust temperature......Page 184
Entropy vs exergy......Page 185
Limitation of the second law......Page 186
References......Page 187
Nomenclature......Page 189
Subscripts......Page 190
Superscripts......Page 191
Appendix B: Effect of fuel type on SEG......Page 192
Appendix C: Determination of xi at minimum Gmf......Page 193
Reference......Page 194
Index......Page 195
Back Cover......Page 200