CCE20110428000

Olsztyn 24.09.2010

Egzamin 3 z Mechatroniki

Mechanika Płynów i Termodynamika

część I - Mechanika Płynów

1. Z otwartego zbiornika (Rys.l) wypływa woda w przekroju 2 przez przewód o długości l = 25m i średnicy d = 100mm. Oblicz na jaką maksymalną wysokość h uniesie się strumień wody dla zadanych parametrów: wysokość H = 18m, współczynnik strat liniowychX = 0.018 zaś współczynniki strat miejscowych wynoszą odpowiednio = 0,5 oraz t_}k=0,2. Pominąć należy straty tarcia swobodnego strumienia wody o powietrze.

2. Oblicz minimalną moc silnika niezbędnego do napędu pompy C (Rys.2) przetłaczającej wodę w ilości 0 = 101/ s ze zbiornika dolnego przez przewód o średnicy d = 100mm do otwartego zbiornika górnego. Zadane parametry to: odległość zwierciadeł wody H=50, długość rury l = 150m, współczynnik lepkości kinematycznej wody v = 1 • 10~⁶ m² /s, współczynniki strat miejscowych:    = 0,5,    C_ik=0,2, C_)d = 1 ,

sprawność pompy ^=0,72. Moc silnika pompy określa wzór wysokość podnoszenia pompy, p_w - gęstość wody.

_N = a_z Pw z Q^ _gdzie

H_z- to

3. Napisać równania Bernoulliego dla dwóch przypadków:

a)    Przepływu cieczy doskonałej,

b)    Przepływu cieczy lepkiej.

oraz opisać poszczególne człony tych równań.

Część II- Termodynamika

1.    Obliczyć, ile kilogramów pary mokrej znajduje sie w zbiorniku o objętości 30 m , jeżeli ciśnienie manometryczne tej pary wynosi p_m = 1,1 MPa, a stopień suchości * = 0,82 . Ciśnienie otoczenia przyjąć

p₀ = 0,1 MPa.

2.    W zbiorniku o objętości V_l = 12znajduje się gaz doskonały o parametrach: pj = 0,5MPa, t, = 25 °C . Obliczyć, jaką objętość V_n zająłby on w warunkach fizycznych normalnych (t = 0°C, p = 101325 Pa).

3.    Do turbiny T (Rys.3) napływa para w ilości m = 36t/h o entalpii właściwej i, =3000kJ/kg. Na wylocie entalpia pary wynosi i₂ = 2200 kJ/kg. Przyjmując straty ciepła do otoczenia w ilości Q = 0,5 MW, należy obliczyć moc turbiny dla stanu stacjonarnego.

4.    Napisać dwie postaci równania stanu gazu doskonałego.

5.    Napisać równanie I Zasady Termodynamiki dla układu otwartego w rozwiniętej formie oraz opisać poszczególne człony tego równania.