Tentamen 12 augustus 2014, vragen

Vak

Thermofluids (WB1530-14)

85 Documenten

Studenten deelden 85 documenten in dit vak

Universiteit

Technische Universiteit Delft

Studiejaar: 2013/2014

Boeken in lijstFluid Mechanics Fundamentals of Engineering Thermodynamics Principles of Engineering Thermodynamics

Geüpload door:

Anonieme student

Dit document is geüpload door een student, net als jij, die anoniem wil blijven.

Technische Universiteit Delft

Aanbevolen voor jou

Reacties

inloggen of registreren om een reactie te plaatsen.

Kv
Kees6 jaren geleden
Staan hier ergens alle antwoorden online?

Andere studenten bekeken ook

Gerelateerde documenten

Preview tekst

TENTAMEN

THERMOFLUIDS / Thermodynamica 1

Wb 1530 / Wb 4100

12 augustus 2014

9:00 - 12:

Linksboven op elk blad vermelden: naam, studienummer en

studierichting.

Lees dit eerst heel goed en bepaal de

vragen die je moet maken:

1. Ik ben begonnen met mijn studie in 2013 en wil zowel het

warmte- als het thermodynamica/stromingleergedeelte

herkansen (6ECTS) maak dan vraag 1,2,3,4 &amp; 5. Schrijf op

alle bladen

“Variant 1 “

2. Ik ben begonnen met mijn studie in 2013 en wil alleen het

warmte gedeelte herkansen (1 ECTS) maak dan vraag

1,2, 6 &amp; 7. Schrijf op alle bladen

“Variant 2”

3. Ik ben begonnen met mijn studie in 2013 en wil alleen het

thermo- en stromingsgedeelte herkansen (4 ECTS) maak

dan vraag 3,4 &amp; 5. Schrijf op alle bladen

“Variant 3”

4. Ik ben begonnen met mijn studie voor 2013 en wil het

tentamen wb4100 maken (3 ECTS). Maak dan vraag 4, 5

&amp; 8. Schrijf op alle bladen

“Variant 4”

Opgave 1 (Variant 1 en 2)

De wand van een holle bol (met interne diameter 0 m) bestaat uit twee lagen. De binnenlaag heeft een dikte van 3 cm en is gemaakt van glas (k=0 W/(mK)). De buitenlaag bestaat uit PVC (k = 0 W/(mK)) en heeft een dikte van 1 cm. De binnenzijde van de holle bol wordt op een constante temperatuur van 420 K gehouden. De bol is geplaatst in een luchtstroom met temperatuur 300 K. Voor de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt geldt: hc = 15 W/(m 2 K). Bereken de warmtestroomQvan de bol naar de stromende lucht.

Opgave 2 (Variant 1 &amp; 2)

Twee staven (elk met lengte L= 1 m en doorsnede A = 1×10-4 m 2 ) zijn ingeklemd tussen isotherme wanden met temperatuur T 1 =400 K (links) en temperatuur T 2 (rechts). Staaf a is gemaakt van staal met geleidingscoëfficiënt ks = 20 W/(mK). Staaf b bestaat uit een stalen deel met lengte 0 m en een koperen deel met lengte 0 m. De geleidingscoëfficiënt van koper is kk = 300 W/(mK). Bereken de

warmtestroomQtussen de twee wanden.

Opgave 3 (Variant 2 &amp; 3)

volgende waarde (NB dit zijn niet noodzakelijkerwijs de juiste antwoorden op de eerdere vragen): p 4 = 99,7 kPa.

f) Bereken de externe horizontale kracht Fx die moet worden uitgeoefend op de gehele installatie om deze op zijn plaats te houden. Geef duidelijk de richting van de kracht aan.

Opgave 4 (Variant 1, 3 &amp; 4)

Bijgaande figuur geeft een Rankine stoomcyclus weer van een centrale in een mediterraan land. De gegevens betreffen de stationaire situatie (steady state). De relevante gegevens staan in de figuur vermeld bij de componenten en de leidingen. Effecten van veranderingen in kinetische en potentiële energie mogen worden verwaarloosd. De turbine en pomp werken adiabatisch, maar let wel dat er irreversibiliteiten optreden. Warmteoverdracht naar de omgeving van de turbine en de pomp is verwaarloosbaar. De kwaliteit van de stoom aan de uitlaat van de turbine is 0. De massastroom door de turbine is 300 kg-1 (er treden geen vermogensverliezen op bij de generator). De ketelvoedingwaterpomp verricht een specifieke arbeid van 17 kJ-1.

Drukverliezen in de boiler en de condensor zijn verwaarloosbaar. Veronderstel water (vloeistof) als incompressibel medium. Neem aan dat de omgeving 2 5 oC is en dat de omgevingsdruk 1 bar is. Maak waar nodig gebruik van de bijgevoegde tabellen.

a) Schets het T-s diagram voor de cyclus met daarin aangegeven de temperaturen. b) Bereken het vermogen van de turbine in [kW]. (Hint op punt 2 is de stoom gedeeltelijk gecondenseerd. Tijdens de condensatie (in de condensor) blijven druk en temperatuur constant.) c) Bereken de warmtestroom die wordt toegevoerd in de ketel in [kW]. d) Bereken het rendement van de cyclus.

Opgave 5 (Variant 1, 3 &amp; 4)

Een motor heeft het onderstaande p-V diagram. Gegeven is dat de druk op punt A 1 bar en de temperatuur 300K is bij een volume van 1 liter. Tijdens de processtappen AB en CD is er geen warmteoverdracht. Neem aan dat het werkmedium lucht is met cp/cv =1. en de molmassa van lucht 28 kg/kmol.

a) Hoe wordt de cyclus genoemd? Teken het T-s diagram dat bij het p-V diagram hoort. b) Bepaal de waardes van R, cp en cv alle in kJ/kg K. c) De compressieverhouding van de motor is 8. Bereken de temperatuur en druk in punt B. d) Hoeveel arbeid is er verricht tijdens de compressie van A naar B. e) Tijdens het proces BC wordt 600 kJ/kg warmte aan het systeem toegevoerd. Bereken hieruit de temperatuur op punt C. f) Bereken de arbeid per cyclus van de motor en het thermisch rendement.

Opgave 6 (Variant 2)

Een aluminium koelvin (k = 160 W/(mK)) heeft een lengte van 40 mm en een rechthoekige doorsnede met afmetingen 3×4 mm 2. De voet (basis) van de koelvin heeft een temperatuur van 400 K. Langs de vin stroomt lucht met een temperatuur van 270 K. De convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt bedraagt: hc = 70 W/(m 2 K). Bereken het koelvermogen van de vin.

Was dit document nuttig?