DSC65

Dnia 23.09.2010

Kolokwium Nr 5

(Mechatronika) Część I

Zadanie 1

Przez kanał prosto-osiowy (Rys. 1) przepływa woda. Do pomiaru różnicy ciśnień A p użyto manometru różnicowego z rtęcią. Obliczyć różnicę ciśnień Ap = p, -p₂ dla przypadku, gdy wysokość H “6 m zaś wysokość słupa w manometrze h »1 m. Gęstość rtęci p = 13600 kg/m³.

Zadanie 2

Zbiornik wodny zamknięto klapą obrotową w kształcie elementu prostokąta (Rys. 2) o wymiarach a x b i długości L (mierzonej prostopadle do płaszczyzny rysunku). Wyznaczyć wielkość naporu hydrostatycznego P wywieranego na

klapę dla danych: a = 0.7 m, b»lm, ff = 1 Om, L — 3m, p = 1000kg/m³.

Zadanie 3

Przewodem o zmiennym przekroju (Rys. 3) przepływa w ciągu godzimy 20 000 kg paliwa o gęstości p = 950 kg/m³ i współczynniku lepkości kinematycznej v = 61 • 10~⁶ m² /s. Obliczyć różnicę ciśnienia Ap = pj—p2 w przewodzie, jeżeli poszczególne wymiary wynoszą: 1, =6m, 1₂ =12m, d, =50mm, d₂ = 100mm i H = 6m. Współczynnik strat miejscowych związany ze zmianą średnicy wynosi C_£ = 9 (liczony na prędkość v₂ za uskokiem).

część II

7jri«ni<- 4

Określić objętość zajmowaną przez 4 kg wodoru, przy olśnieniu 0,3 MPa i temperaturze 400 K.

Zadanie 5

Do podgrzewacza powietrza (Rys.4) dopływa para wodna o entalpii właściwej    = 2150 kJ/kg. Para

wodna skrapla sie w podgrzewaczu, a następnie jej kondensat chłodzony jest do temperatury f₂ = 50° C. Wiedząc, iż moc podgrzewacza wynosi ©l =10 kW, obliczyć należy strumień masy pary m (kg/b) dopływającej do podgrzewacza powietrza. Do obliczeń przyjąć ciepło właściwe wody w wysokości C_w=A,\9kJ/(kgC).

Zadanie 6

Mur ceglany o grubości 5_C = 25 cm i przewodności cieplne) k_c =0,7W/(mK) (przypadek a) pokryto materiałem izolacyjnym (styropianem) o grubości 8, = lOcm i przewodności cieplnej Z, =0,05W/(mK) (przypadek b). Obliczyć:

a.    gęstość strumienia cieplnego q_a (przed izolacją muru) przyjmując, iż temperatury skrajne na powierzchni muru wynoszą odpowiednio: t, = 5°C oraz t_w = 20°C.

b.    temperaturę t, na styku Izolacji z mu rem, przyjmując te same skrajne temperatury: t, = 5°C oraz t_w = 20° C (patrz załączony szkic Rys.5)).