CCE20110428001

Dnia 02.09.2010

Kolokwium Nr 4

(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 = p₁-p₂ dla przypadku, gdy wysokość H = 4m zaś wysokość słupa w manometrze h-\m . Gęstość rtęci p = 13600 kg / m³.

Zadanie 2

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

klapę dla danych: a = 0.7 m, b = \m, H = 10/77, L = 3m, p = 1000kg/rr?.

Zadanie 3

Przewodem o zmiennym przekroju (Rys. 3) przepływa w ciągu godzimy 20 000 kg paliwa o gęstości p = 950kg/nr¹ i współczynniku lepkości kinematycznej v = 61 ■ 10~⁶ m²/s. Obliczyć różnicę ciśnienia Ap = p\-p₂ w przewodzie, jeżeli poszczególne wymiary wynoszą: lj =6m, 1₂ = 12m, d, =50mm, d₂ =100mm i H = 6m. Współczynnik strat miejscowych związany ze zmianą średnicy wynosi C_)d = 9 (liczony na prędkość v₂ za uskokiem).

część II

Zadanie 4

Określić objętość zajmowaną przez 1,8 kg wodoru, przy ciśnieniu 0,3 MPa i temperaturze 300 K.

Zadanie 5

Do podgrzewacza powietrza (Rys.4) dopływa para wodna o entalpii właściwej ?j = 2750 kJ/kg. Para wodna skrapla sie w podgrzewaczu, a następnie jej kondensat chłodzony jest do temperatury t₂ =50°C. Wiedząc, iż moc podgrzewacza wynosi Q_p = 10 kW, obliczyć należy strumień masy pary m (kg/h) dopływającej do podgrzewacza powietrza. Do obliczeń przyjąć ciepło właściwe wody w wysokości C_w = 4,19 kJ/(kgC).

Zadanie 6

Mur ceglany o grubości 5_C =25 cm i przewodności cieplnej X_c = 0,7W/(mK) (przypadek a) pokryto materiałem izolacyjnym (styropianem) o grubości 6_S =10cm i przewodności cieplnej X_s =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_z =5°C oraz t_w =20°C.

b.    gęstość strumienia cieplnego qb (po izolacji muru styropianem) przyjmując te same skrajne temperatury (patrz załączony szkic Rys.5)).