Jelölje meg (aláhúzással vagy keretezéssel) Gyakorlatvezetőjét! Györke Gábor Kovács Viktória Barbara Könczöl Sándor. Hőközlés.

Átírás

1 MŰSZAKI HŐTAN II.. ZÁRTHELYI Adja meg az Ön képzési kódját! N Név: Azonosító: Terem Helyszám: K - Jelölje meg (aláhúzással vagy keretezéssel) Gyakorlatvezetőjét! Györke Gábor Kovács Viktória Barbara Könczöl Sándor Hőközlés Munkaidő: 90 perc A dolgozat megírásához szöveges adat tárolására nem alkalmas számológépen, valamint rajz- és íróeszközön és a Segédleten kívül más segédeszköz nem használható. Csak az az információ kerül értékelésre, amit kék vagy fekete színnel író tollal ír/rajzol! Ha leírt/rajzolt válaszát utólag módosítja, áthúzza vagy kijavítja, azt mindenképpen érvénytelennek tekintjük. Szükség esetén készítsen piszkozatot. A megoldásait tartalmazó lapot hajtsa A/5 méretűre és helyezze e feladatlapba! Értékelés: Feladat elérhető elért I. 30 II. 35 III. 35 BONUS 5 ÖSSZ.: /00 Javította:

2 A számítási feladatok megoldásait (végeredményeit) a mellékelt táblázatok megfelelő rovataiba írja! Pontszám csak akkor adható, ha a helyes számeredményt a hozzá tartozó helyes mértékegységgel együtt tünteti fel e táblázatokban, abban az esetben is, ha a piszkozati (részletszámítási) lapokon egyébként megtalálható a helyes eredmény. Nem jár pontszám a részletszámítások nélkül közölt eredményekért. Everything should be made as simple as possible, but not one bit simpler. (A. Einstein) I. FELADAT A mellékelt ábra egy falszerkezet keresztmetszetét mutatja. A méretek: a5 cm, b0 cm, c50 cm, d00 cm, a fal szélessége pedig az ábrára merőlegesen e00 cm. Az alkalmazott anyagok és (zárójelben) a hővezetési tényezőjük W/(m K) egységben: : üveggyapot (0,04), 2: beton (,), 3: építési tégla (0,4). Határozza meg a falszerkezet eredő hőellenállását, valamint adjon választ a válaszlapon szereplő kérdésekre! Milyen vastag széndioxiddal expandált uretán hab szigeteléssel kell ellátni a falszerkezetet, hogy az eredő hőellenállás az eredeti érték kétszerese legyen (a szigetelés a külső oldalra kerül)? Ha a belső oldal hőmérséklete 20 C, a külső oldalé -0 C, mekkora hőáram távozik a szerkezeten keresztül (szigetelt esetben)? Mekkora lesz ebben az esetben az -es és a 3-as réteg érintkezési hőmérséklete? A 2-es és 3-as elemek között nincs hőáramlás. I. /30 pont a 2-es elem hőellenállása 0,88 K/W 0 3 eredő hőellenállás (eredeti eset) 2,605 K/W 0 8 uretán szigetelés vastagsága 0,27 m 0 7 hőáram adott hőmérsékletek esetén 5,76 W 0 6 -es és 3-as réteg érintkezési hőmérséklete 5,6 C 0 6

3 II. FELADAT Két párhuzamos a közöttük lévő távolsághoz képest végtelen nagynak tekinthető szürke síklemez sugároz egymásra. A melegebbik hőmérséklete 300 C, a hidegebbiké 00 C. Mind a két lemez feketeségi foka 0,90. A lemezek közé a sugárzásos hőáram csökkentése érdekében 2 darab 0,85 feketeségi fokú sugárzásvédő-ernyőt helyeznek el. Mekkora a két lemez közötti sugárzás hőáramsűrűsége ernyők nélkül? Mekkora a két lemez közötti sugárzás hőáramsűrűsége az ernyők elhelyezése után? Mekkora az ernyők hőmérséklete? II. /35 pont Ernyők nélküli eset kölcsönös feketeségi fok 0,882 hőáram 406,75 W Ernyőkkel a két lemez kölcsönös feketeségi foka 0,2546 hőáram 277,8 W a melegebb ernyő hőmérséklete 530/257 K/ C a hidegebb ernyő hőmérséklete 469/96 K/ C A feladatok a következő oldalon folytatódnak.

4 III. FELADAT Egy 3 4 mm 2 keresztmetszetű és 65 mm hosszú, 55 W/(m K) hővezetési tényezőjű, állandó keresztmetszetű rúdborda tövének a hőmérséklete 0 C. A környező levegő hőmérséklete 20 C. A borda palástfelülete és a levegő közötti hőátadási tényező 25 W/(m 2 K). Mekkora a bordahatásfok, a borda által leadott hőáram és a borda véglapjának hőmérséklete? A borda véglapjának hőleadását is vegye figyelembe! III. /35 pont bordaparaméter 23,03 /m a véglap hőmérséklete 57,70 C a borda által leadott hőáram,24 W az ideális borda hőárama 2,07 W a borda hatásfoka 59,88 % BONUS FELADAT Egy ismert és egy ismeretlen hővezetési tényezőjű anyagból egy-egy azonos hosszúságú és átmérőjű rúdbordát készítünk. Mindkét rudat azonos hőmérsékletű közeggel (22 C) és azonos hőátadási tényezővel hűtjük, miközben a tövüket állandó (37 C) hőmérsékleten tartjuk. Állandósult állapotban az ismert hővezetési tényezőjű anyagból készült rúd véglapjának hőmérséklete 7 C, míg a másiké 85 C. Mekkora az ismeretlen hővezetési tényező, ha az ismert anyagé 200 W/(m K). BONUS /5 pont m H szorzat az ismert rúdra,4974 m H szorzat az ismeretlen rúdra,2097 hővezetési tényező 306,45 W/(m K)

5 Megoldókulcs I. feladat a R 2,5K / W e ( c + d ) b R 0,88 K / W 2 c e 2 b R 0,25K / W 3 d e 3 R Σ R + 2,605K / W + R R R 2 3 R Σ 2,605K / W e 0, 0325 δ 0, 27m W mk t t R új 2R 5,2K / W Q& 2 Σ Σ Q& 5, 76W δ ( c + d ) -es és 3-as réteg érintkezési hőmérséklete: 20 t Q& 3 t 5, 6 C 3 R II. feladat Adatok: Megoldás: Ernyők nélkül a két lemez kölcsönös feketeségi foka []: a két lemez között fellépő hőáramsűrűség pedig : n darab adott feketeségi fokú ernyővel a két lemez kölcsönös feketeségi foka []:

6 a két lemez között fellépő hőáramsűrűség pedig : A csökkenés aránya: A hőmérsékletű lemezhez közelebbi ernyő hőmérséklete [K]: A hőmérsékletű lemezhez közelebbi ernyő hőmérséklete [K]: III. feladat Adatok: Megoldás: Szükséges geometriai jellemzők és segédparaméterek: A bordaparaméter [/m]: "D" típusú borda Leadott hőáram [W]: A véglap hőmérséklete [ C]: Az ideális borda által leadott hőáram [W]:

7 A bordahatásfok [%]: Bonus Adatok: Megoldás: :