Eksploatacja maszyn

1. Trwałość maszyny to:

Trwałość - okres, w którym obiekt zachowuje swoje właściwości użytkowe. Określona jest dla normalnych, czyli założonych przy projektowaniu, warunków eksploatacji.

1. Niezawodność jest to:

Niezawodność – jest to prawdopodobieństwo poprawnej pracy obiektu technicznego w określonych warunkach eksploatacyjnych i w określonym przedziale czasu.

Niezawodność – prawdopodobieństwo, że czas pracy obiektu technicznego będzie dłuższy od interesującego nas okresu eksploatacji.

1. Charakterystyką niezawodnościową jest charakterystyka określona:

1. Funkcją niezawodności R(t)

1. Dystrybuantą F(t)
   Dystrybuanta jest to prawdopodobieństwo, że czas pracy obiektu technicznego nie będzie dłuższy niż interesujący nas okres eksploatacji.

1. Funkcją gęstości prawdopodobieństwa czasu pracy do uszkodzenia f(t)

Funkcja gęstości prawdopodobieństwo jest to pochodna dystrybuanty po czasie.

1. Funkcją intensywności uszkodzeń (krzywą życia, warunkowa funkcja gęstości, krzywa wannowa)

Funkcją intensywności uszkodzeń jest to iloraz pochodnej niezawodności odniesiony do niezawodności.

UWAGA: Na teście może być pokazany na wykresie tylko jeden z okresów!

1. Wartością oczekiwaną czasu pracy do uszkodzenia (średni czas pracy) E(t).

Wartością oczekiwaną czasu pracy do uszkodzenia - jest to całka z funkcji niezawodności w przedziale od 0 do + ∞.

1. W okresie normalnej pracy, niezawodność opisana jest rozkładem:

Rozkładem wykładniczym (λ = const)

1. W okresie starzenia niezawodność opisana jest rozkładem:

Rozkładem normalnym

Rozkładem Weibull’a (ϑ > 1)

Rozkładem Gamma (α > 1)

1. Parametr strumienia uszkodzeń spełnia warunek:

2. Weryfikując hipotezę o zgodności rozkładów testem W-Shapiro-Wilka wymagana liczba próbek to:

3 ≤ n ≤ 50

1. Graficzne metody testowania hipotez stasujemy dla rozkładów:

Wykładniczego, normalnego, Weibull’a i potęgowego.

1. Niezawodność obiektu technicznego zależy od:

Prawdopodobieństwa niewystąpienia uszkodzenia obiektu technicznego danych warunkach i w określonym czasie.

Prawdopodobieństwo jest uzależnione od:

- rozwiązań konstrukcyjnych systemów OT

- technologii wytwarzania części OT (rodzaj obróbki, występowania powłok ochronnych, stany chropowatości itp.)

- sposobu eksploatacji OT

- czynników zewnętrznych (temperatura, zanieczyszczenie środowiska, ciśnienie, parametry podłoża) oraz wewnętrznych (sił bezwładności, oporów tarcia, drgań)

1. Funkcja niezawodności umożliwia prognozowanie:

Wystąpienia usterki w interesującym nas okresie czasu eksploatacji OT.

Techniki wytwarzania

1. W wielkich piecach produkuje się:

Surówkę (stopiony metal) powstałą ze wsadu składającego się z rudy żelaza z dodatkiem koksu, topników i złomu.

1. Surówka wielkopiecowa to stop żelaza i węgla o zawartości węgla w zakresie:

Od 2-2,5 do 4%

1. Konwertory tlenowe służą do produkcji:

Stali lub kamieni miedziowych lub niklowych w wyniku konwersji lub świeżenia metali

(np. do konwersji żelaza w stal lub topienia kamieni miedziowych lub niklowych, galeny, itd.) w wyniku poddania materiałów, uprzednio stopionych lub podgrzanych do wysokiej temperatury, silnemu strumieniowi powietrza lub tlenu; w rezultacie większość węgla lub zanieczyszczeń, takich jak mangan, krzem i fosfor utlenia się i w postaci gazu lub płynnego żużlu jest usuwana.

1. Stal ma zawartość węgla do:

2,11%

1. W procesie ciągłego odlewania stali wytwarza się:

Półwyroby pozbawione wad powierzchniowych i wewnętrznych.

Półproduktami są wlewki będące różnymi formami odlewów.

1. Obróbka pozapiecowa stali ma na celu usunięcie:

Wtrąceń niemetalicznych głównie w postaci kulistych krzemianów i siarczków o zróżnicowanych wymiarach, ale także tlenków glinu w postaci skupisk kryształków o ostrych krawędziach, glino-krzemianów żelaza i manganu oraz wtrąceń siarczku manganu.

1. Spiek stosowany w procesach hutnictwa stali to:

Materiał wytworzony przez spiekanie mieszanki importowanych drobnoziarnistych rud żelaza, koncentratów tych rud, odpadów tych materiałów żelazo nośnych i topników.

1. Miedź elektrolityczna ma zawartość Cu:

≥99, 5%

1. Aluminium jest wytwarzane z:

Rudy boksytu oraz rzadziej z korundu.

1. Do przetwórstwa granulatów polimerów stasuje się:

Termodynamika techniczna

1. Czy w termodynamice pojęcie „intensywny parametr stanu” oznacza:

Intensywny parametr stanu to taki parametr, który nie zależy od wielkości układu. Parametr ten nie podlega prawu sumowaniu. Do takich parametrów zaliczamy: ciśnienie, temperaturę, gęstość.

1. Czy gęstość gazu ρ jest to:

Gęstość: $\mathbf{\rho =}\frac{\mathbf{M}}{\mathbf{V}}$ – iloraz (nie mylić ze stosunkiem ) masy gazu do jego objętości.

1. Czy „zerowa zasada termodynamiki” daje podstawy do pomiaru:

Zerowa zasada termodynamiki: Jeżeli ciało A jest w równowadze termicznej z ciałem C i ciało B jest w równowadze termicznej z ciałem C to oba ciała A i B są w równowadze termicznej.

Ta zasada daje podstawy do pomiaru temperatury. Wykorzystywana jest w pomiarze za pomocą termometru. Skoro przyłożymy ter moment do ciała A i będziemy wiedzieli jaką temperaturę wskazuję termometr to będziemy wiedzieli jaką temperaturę ma ciało A.

1. Jaka jest zależność między ciśnieniem absolutnym p, manometrycznym pm i atmosferycznym pb:

p=p_m+p_b

p−cisnienie absolutne

p_m−cisnienie manometryczne

p_b−cisnienie atmosferyczne (barmometryczne,  otoczenia)

1. Ciśnienie atmosferyczne p wyrażono poprzez wysokość słupa cieczy h o gęstości ρ w polu grawitacyjnym o przyspieszeniu g. Ciśnienie to można obliczyć jako:

p = ρ • g • h,  gdzie

1. Jaka zależność wiąże masę gazu M w [kg] z ilością jego substancji n w [kmol] jeżeli masa cząsteczkowa gazu wynosi μ [kg/kmol]:

$$M = n \bullet \mu\ \ \ \ \ \lbrack kg = kmol\ \bullet \frac{\text{kg}}{\text{mol}}\ \rbrack$$

1. Równanie stanu gazu doskonałego (Clapeyrona) w jednej ze swoich postaci wiąże ze sobą ciśnienie absolutne p, objętość właściwą ν, indywidualną stałą gazową R i temperaturę bezwzględną T. Prawidłowa postać tego równania to:

pν = RT

1. Czy wartość uniwersalnej stałej gazowej μR = 8314, 51 [J/(kg * K)] odnosi się do:

Jest to wartość stała i niezależna ani otwartości parametrów stanu, ani od rodzaju gazu.

Nie wiem co ziomi wymyślił, ale pomimo, że jak sama nazwa wskazuje wartość ta odnosi się do gazu to odnosi się jeszcze się do równania Clapeyrona z przekształceń:

pν = RT $\ \ \sim\sim\nu = \frac{V}{M}\sim\sim\ \ \ = > pV = MRT$

pV = MRT    ∼ ∼M = n • μ ∼ ∼    = >pV = n(μR)T

1. Jeżeli wykładnik izentropy pewnego gazu wynosi κ = 1, 4 a jego ciepło właściwe przy stałej objętości jest równe c_v=1000 [J/(kg * K)] to wartość jego indywidualnej stałej gazowej jest równa:

Konkretny ilościowy związek pomiędzy ciepłem właściwym c_v przy stałym ciśnieniu i przy stałej objętości daje tzw. równanie Mayera:

c_p − c_v = R

Oprócz równania Mayera, bardzo często wykorzystywany jest iloraz (nie mylić ze stosunkiem ) ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu do ciepła właściwego przy stałej objętości nazywanym właśnie wykładnikiem izentropy:

$$\kappa = \frac{c_{p}}{c_{v}}\ \ = > \ c_{p} = \kappa \bullet c_{v} = 1400\ \lbrack J/(kg \bullet K)\rbrack$$

c_p − c_v = R      = >   1400 − 1000 = 400 [J/(kg • K)]

R = 400 [J/(kg • K)]

1. Roztwór (mieszanina) gazów doskonałych podlega prawu Daltona, które mówi, że:

suma wszystkich ciśnień cząstkowych składników roztworu jest równa ciśnieniu całkowitemu roztworu:

$$\sum_{i}^{}{p_{i} = p}$$

1. Do zamkniętego, beztarciowego układu termodynamicznego dostarczono 1000 [J] ciepła, a układ wykonał (oddał na zewnątrz) pracę 400 [J]. Zgodnie z umową znaków ciepło doprowadzone i praca odprowadzona są dodatnie. Zatem, energia wewnętrzna układu:

Bilans energii: E_d − E_w = E,    gdzie

E_d −  energia doplywajaca do ukladu (tracona przez otoczenie),

E_w −  energia odplywajaca z ukladu (odprowadzona do otoczenia),

E − przyrost energii ukladu (akumulacja),  moze byc dodatni badz ujemny.

Jeżeli w badanym układzie termodynamicznym można pominąć zmiany energii kinetycznej i potencjalnej (co przy analizie procesów termodynamicznych jest stosunkowo częste), to powyższe równanie może być zapisane:

E_d = U + E_w,    gdzie

U − przyrost energii wewnetrznej ukladu,  moze byc dodatni badz ujemny.

Jeżeli na dodatek, energię doprowadzamy do układu na sposób ciepła, a odprowadzamy na sposób pracy, to powyższe równanie przyjmuje postać typową dla pierwszej zasady termodynamiki:

Q = U + L_z,    gdzie

L_z −  praca zewnetrzna

Zatem energia wewnętrzna układu wynosi: U = E_d − E_w = 1000 − 400 = 600 [J]

1. Energię wewnętrzną u oraz entalpię i każdego czynnika termodynamicznego wiąże równanie Gibbsa o następującej treści:

Dla wielkości nieskończenie małych:

   i = u + pv

i − entalpia

u − energia wewnetrzna

p − cisnienie

v − objetosc

Dla wielkości odniesionych do masy (powyższe równanie mnożymy prze masę M)

I = U + pV

Oznaczenia adekwatne do powyższych.

1. Skoro przyrost energii wewnętrznej gazu doskonałego d_u=c_vdT to przyrost entalpii tego gazu można wyrazić wzorem:

di = du + d(pv) = du + d(RT)

korzystajac ze wzoru :   du = c_v + dT otrzymujemy:

di =  c_vdT + d(RT) = c_vdT + RdT = (c_v + R)dT

wykorzystujac wzor Mayera ostatecznie otrzymujemy:

di = c_pdT   − o to prawdopodobnie chodzi!

1. W przemianie izotermicznej gazu doskonałego _­­dla ciepła przemiany q_c, pracy bezwzględnej l, pracy technicznej l_t oraz przyrostu energii wewnętrznej u i entalpii i obowiązują relacje:

$$\left. \ \frac{du = 0}{di = 0} \right\} = > \ q_{c1 - 2} = l_{1 - 2} = l_{t1 - 2}$$

1. Równanie przemiany izobarycznej gazu doskonałego pomiędzy stanami 1 i 2 może mieć postać:

Jako że jest to przemiana izobaryczna wynika: p = idem

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{T_{1}}{T_{2}}$$

l_1 − 2 = ∫₁²pdv = p(v₂−v₁) = R(T₂ − T₁)

L_1 − 2 = ∫₁²Vdp = p(V₂−V₁) = MR(T₂ − T₁)

q_c1 − 2 = c_p(T₂−T₁)

Q_c1 − 2 = Mc_p(T₂ − T₁)

1. Równanie przemiany izochorycznej gazu doskonałego pomiędzy stanami 1 i 2 może mieć postać:

Jako że jest to przemiana izochoryczna wynika:       v = idem

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{T_{1}}{T_{2}}$$

u = u₂ − u₁ = c_v(T₂−T₁)                         U = U₂ − U₁ = Mc_v(T₂ − T₁)

i = i₂ − i₁ = c_p(T₂−T₁)                         I = I₂ − I₁ = Mc_p(T₂ − T₁)

l_t1 − 2 = −∫₁²vdp = −v(p₂−p₁) = v(p₁−p₂) = R(T₁ − T₂)

L_t1 − 2 = −∫₁²Vdp = −V(p₂−p₁) = V(p₁−p₂) = MR(T₁ − T₂)

q_c1 − 2 = c_v(T₂−T₁) Q_c1 − 2 = Mc_v(T₂−T₁)

1. W przemianie izentropowej gazu doskonałego dla ciepła przemiany q_c pracy bezwzględnej l, pracy technicznej l_t, obowiązują relacje:

q_c = 0

$$l_{1 - 2} = u_{1} - u_{2} = c_{v}\left( T_{1} - T_{2} \right) = \frac{1}{\kappa - 1}R\left( T_{1} - T_{2} \right)$$

l_t1 − 2 = i₁ − i₂ = c_p(T₁−T₂) = κ c_v(T₁−T₂) = κl

czyli :     l_t1 − 2 = κl_1 − 2

1. Proszę wskazać jedyne sformułowanie zgodne z II Zasadą Termodynamiki:

II Zasada Termodynamiki wg:

1. M. Planca

„Nie jest możliwe skonstruowanie periodycznie działającej maszyny, której działanie polegałoby tylko na podnoszeniu ciężarów i równoczesnym ochładzaniu jednego źródła ciepłą”

1. W. Ostwalda

„Perpetuum drugiego rodzaju jest niemożliwe” (tzn. silnik działający trwale i permanentnie, który pobierałby ciepło tylko z jednego, górnego, źródła)

1. R. Clausiusa

„Ciepło nie może samorzutnie przejść od ciała o temperaturze niższej do ciała o temperaturze wyższej”

Przykładowe stwierdzenia:

Z obserwacji przyrody wynika, że każdy proces (przemiana) dotyczący układu makroskopowego nieodwracalnie zmierza do stanu równowagi i bez odpowiedniego oddziaływania z zewnątrz (zmieniającego otoczenie) przebiegu takiego procesu nie da się odwrócić.

Obiegiem termodynamicznym nazywamy przemianę (lub cykl przemian), w której parametry termodynamiczne stany początkowego i stany końcowego czynnika są takie same.

Obieg termodynamiczny jest odwracalny, jeżeli wszystkie składające się nań przemiany są odwracalne oraz przepływ ciepła między czynnikiem i otoczeniem odbywa się przy dT=0.

1. Układ termodynamiczny zawiera [10kg] gazu doskonałego. W trakcie przemiany izotermicznej przy temperaturze [300K] entropia gazu wzrosła o 3 [KJ/kg • K].Oznacza to,   ze:

Dane: M = 10kg

T = idem = 300K

s = 3[kJ/kg • K]

Rozwiązanie:

q_c1 − 2 = T(s₂−s₁) = Ts

Q_c1 − 2 = TM •  s

Q_c1 − 2 = 300K • 10kg • 3[kJ/kg • K]=9000J

…oznacza to, że ciepło całkowite przy przemianie 1-2 zmieniło się/wzrosło o 9000J

1. Pompa ciepła i ziębiarka realizują lewobieżny, odwracalny obieg Carnota. Oba urządzenia pobierają ciepło z dolnego źródła o temperaturze Td=300K i oddają do górnego źródła o temperaturze Tg=600K. Zatem między współczynnikami efektywności ziębiarki ξ_zc i pompy ciepła ξ_pc istnieje relacja:

Dane: T_I = T_d = 300K

T_II = T_g = 600K

Rozwiązanie:

$$\xi_{\text{zc}} = \frac{T_{\text{II}}}{T_{I} - T_{\text{II}}} = \frac{600}{300 - 600} = - 2$$

$$\xi_{\text{pc}} = \frac{T_{I}}{T_{I} - T_{\text{II}}} = \frac{300}{300 - 600} = - 1$$

$$\frac{\xi_{\text{zc}}}{\xi_{\text{pc}}} = \frac{\frac{T_{\text{II}}}{T_{I} - T_{\text{II}}}}{\frac{T_{I}}{T_{I} - T_{\text{II}}}} = \frac{T_{\text{II}}}{T_{I}} = 2$$

$$\frac{\xi_{\text{pc}}}{\xi_{\text{zc}}} = \frac{\frac{T_{I}}{T_{I} - T_{\text{II}}}}{\frac{T_{\text{II}}}{T_{I} - T_{\text{II}}}} = \frac{T_{\text{II}}}{T_{I}} = \frac{1}{2}$$

1. Punkt krytyczny krzywej parowania/kondensacji, to punkt, którego przekroczenie powoduje, że:

Punkt krytyczny to punkt końcowy krzywej współistnienia cieczy i pary.

Krzywa parowania, oddzielająca posiadającą menisk (powierzchnię rozdziału faz) ciecz od pary zaczyna się w punkcie potrójnym i kończy w punkcie krytycznym. Powyżej ciśnienia punktu krytycznego nie istnieje rozgraniczenie między fazą ciekłą i gazową (znika menisk), a zmiana gęstości przy zmianie temperatury odbywa się w sposób ciągły, bez przejścia przez stan, w którym obie fazy występują równocześnie. Powyżej tego punktu, nie istnieje ciecz w rozumieniu fazy skondensowanej oddzielonej meniskiem (lustrem cieczy) od gazu, zatem umownie jako linię graniczną przyjmuje się linię stałej temperatury T_kr.

…powoduje, że para się przegrzeje. Wejdziemy w stan nadkrytyczny – otrzymamy parę przegrzaną czyli gaz.

1. Pomiędzy punktem pęcherzyków i punktem rosy (w obszarze pary mokrej) konieczny jest dodatkowy parametr opisujący stan termodynamiczny pary, którym jest:

Stopień suchości pary, definiowany jako:

$$x = \frac{M_{\text{pns}}}{M_{\text{pm}}} = \frac{M_{\text{pns}}}{M_{\text{ww}} + M_{\text{pnos}}}$$

M_pns −  masa pary nasyconej suchej

M_pm −  masa pary mokrej (suma mas wody wrzacej i pary nasyconej suchej)

M_ww −  masa wody wrzacej

1. Przemiana izobaryczna jest całkowicie realizowana w obszarze pary mokrej. Jeżeli ciepło doprowadzone do pary w ilości [1800 kJ/kg] spowodowało wzrost entropii pary o [4 kJ/(kg•K)], to przemiana ta zachodziła przy temperaturze:

Wydaje mi się, że autorowi chodziło o przemianę izotermiczną, ponieważ dane w zadaniu pasują do wzorów właśnie z przemiany izotermicznej. Rozwiązuję zadanie jakby była to przemiana izotermiczna.

q_1 − 2 = T(s₂−s₁) = q_1 − 2 = T • s

z tego wynika:

$$T = \frac{q_{1 - 2}}{s} = \frac{1800\ kJ/kg}{4\ kJ/(kg \bullet K)} = 450K$$

1. Ciepło spalania i wartość opałowa paliwa mogą być sobie równe pod warunkiem:

Q_i = Q_o − r • M_H2O

Q_i −  Wartosc opalowa

Q_o −  Cieplo spalania

r − cieplo kondensacji wody w temperaturze substratow

M_H2O −  masa wody w produktach spalania jednostki masy paliwa.

Ze wzoru wynika, że jedyną możliwością, aby wartość opałowa była równa ciepłu spalania jest przypadek, gdzie w spalanym paliwie nie będzie wilgoci. Wtedy masa wody w produkcie spalania wyniesie jedno wielkie okrągłe zyro. ;-)

1. Przepływ energii (ciepła) przez promieniowanie pomiędzy dwoma powierzchniami o danych temperaturach T1>T2 będzie najbardziej intensywny, gdy powierzchnie te będą rozdzielone:

Ośrodkiem optycznie biernym (nieemitującym i nieabsorbującym promieniowania)

Technologia spajania

1. Na jaki rodzaj obciążenia należy projektować zgrzeiny punktowe?

Zgrzeiny punktowe należy projektować tak, aby pracowały tylko na ścinanie.

1. Spawalność stali węglowych zależy od:

-wstępnego podgrzania stali

- od zawartości węgla w stali (im mniej węgla w stali tym jest ona lepiej spawalna)

- stosowanych dodatkowych materiałów podstawowych, a także dodatkowe druty otuliny

1. Stale węglowe uważa się za łatwo spawalne jeżeli:

Zawartość węgla w stali wynosi: 0, 25 ÷ 0, 35 %C

(stale dobrze spawalne <0, 25%C)

1. Stale węglowe o zawartości węgla od 0,8 do 1,7 %C uważa się za:

Teoretycznie są uważane za w ogóle niespawalne, ale technika jest tak rozwinięta, że w jakiś sposób dałoby się je zespawać dlatego można przyjąć, że są bardzo trudno spawalne.

1. Do spawania aluminium stosuje się spawanie:

-TIG ( Tungsten Inert Gas) – spawanie prądem przemiennym

-MIG

1. Do cięcia stali stopowych stosuje się:

Palnik acetylenowo-tlenowy.

1. Płomień acetylenowo-tlenowy można stosować do cięcia stali węglowych o zawartości węgla:

Do 2%C (praktycznie do 1,6%C)

1. Wykonując spawanie do łączonych elementów dostarcza się ciepło powodując wzrost temperatury. Od jakich wielkości zależy odkształcenie nagrzanych elementów:

- natężenie prądu spawania

- czas trwania spawania

Q = U • I • t - tylko U (napięcie jest stałe)

1. W metodzie MAG regulacji prądu spawania uzyskuje się przez:

- prędkość podawania drutu (im więcej podawanego drutu tym wyższe natężenie prądu)

1. Do spawania węzłów konstrukcji o wysokiej sztywności należy zastosować elektrodę o otulinie:

B – otulinie zasadowej