2N-4, 2N-4E 2N-00, 2N-0E 2N-AE0, 2N- AG0

Átírás

1 Húzza alá az Ön képzési kódjá! 2N-4, 2N-4E 2N-00, 2N-0E 2N-AE0, 2N- AG0 Név: Azonosíó: Helyszám: Jelölje meg (aláhúzással) Gyakorlavezeőjé! Bihari Péer Czél Balázs Gróf Gyula Kovács Vikória Könczöl Sándor Laza Tamás Lezsovis Ferenc Somogyi Bence Szankó Kriszián Hőközlés MŰSZAKI HŐTAN 1. ZÁRTHELYI A Munkaidő: 60 perc A dolgoza megírásához szöveges ada árolására nem alkalmas számológépen, valamin rajz- és íróeszközön kívül más segédeszköz nem használhaó. Csak az az információ kerül érékelésre, ami kék vagy fekee színnel író ollal ír/rajzol! Ha leír/rajzol válaszá uólag módosíja, áhúzza vagy kijavíja, az mindenképpen érvényelennek ekinjük. Szükség eseén készísen piszkozao. A megoldásai aralmazó lapo hajsa A/5 méreűre és helyezze e feladalapba! Érékelés: Felada elérheő elér I. 40 II. 40 III. 20 ÖSSZ.: 100 Javíoa:

2 I. Felada Egy 150 C hőmérsékleű sík felüleen 20 mm ámérőjű, 100 mm hosszúságú hengeres Ø20 rúdbordáka rögzíeek egyik végüknél fogva, a síkra merőlegesen, 30 mm-es, négyzees oszásban (lásd az ábrá). A felülee és a bordázao 35 C hőmérsékleű levegő hűi egyenleesnek ekinheő alapfelüle 35 W/(m 2 K) hőáadási ényezővel, a bordák hővezeési ényezője 22,5 W/(m K). Haározza meg az alapfelüleen ááramló hőáramsűrűsége! 30 A borda homlokfelülee álal leado hőmennyiség elhanyagolhaó. II. Felada Egy háromréegű sík fal sorrendben 8 mm vasag acél (λ acél 45,4 W/(m K)), ismerelen vasagságú salakgyapo (λ salakgyapo 0,098 W/(m K)) és 7 mm vasag polipropilén (λ poilpropilén 0,12W/(m K)) alapanyagú réegből áll. Haározza meg a salakgyapo réeg vasagságá és felülei hőmérsékleei, ha a fal külső felüleeinek hőmérséklee 50 C illeve 2 C és a falon ájuó hőáramsűrűség 260 W/m 2. Számísa ki a fal egyenérékű hővezeési ényezőjé! III. Felada Üzemelő hűőszekrény és űzhely áll egymás melle. A szemben álló felüleük 1,5 m 2. A hűőszekrény felszíni hőmérséklee 18 C, fekeeségi foka 0,7. A űzhely felszíni hőmérséklee 8 42 C, fekeeségi foka 0,9. A STEFAN-BOLTZMANN állandó: σ 5, W/(m 2 K 4 ) Mekkora a sugárzásos hőranszpor a ké es közö? A hűőszekrény felüleé sugárzás visszaverő anyaggal vonjuk be, emia fekeeségi foka az eredei izedrészére csökken. Hogyan válozik ez eseben a sugárzásos hőáram?

3 I. (40 ) H2 1. NZH (2007/2008/2) Az alapfelüle: A a 0, m 2. A bordafelüle: A b 0,02 π 0,16, m 2. A m αu λf α4 17,63 1/m 8 λd η b h( mh) 0,5345 (53,45%) 8 mh Egy borda álal leado hőáram: Q b b b 0 η A αδ 13,51 W A szabad alapfelüle álal leado hőáram: 8 Q sz 2 d π A a αδ 0 2,358 W 8 4 Az alapfelüle egységére juó hőáramsűrűség: Q + b Qsz q 17631,12 W/m 2 8 A II. (40 ) a Az eredő hőellenállás-sűrűség: δ δsalakgyapo δ acél poliprop. Mivel R + +, innen λ λ λ acél salakgyapo poliprop. δ δ acél poliprop. δsalakgyapo R λ λacél λpoliprop. Δ R q 0,2 (m2 K)/W. 8 salakgyapo 0,0139 m (13,9 mm). 8 A salakgyapo felülei hőmérsékleei: δacél acél-salakgyapo: a-s 1 q49,95 C. 8 λ acél δsalakgy. salakgyapo-polipropilén: s-p a-s q13,17 C 8 λ Az egyenérékű hővezeési ényező: III. (20 ) A besugárzási csereényező: ε 1,2 A sugárzásos hőáram: 1,2 salakgy. δacél + δsalakgy. + δpoliprop. λe 0,144 W/(m K) 8 R 1 0, ε ε 1 2 Q ( 4 4 1, ) A bevonaolás uán a csereényező: ε 1,2 ε Aσ T T 148 W , ε /10 ε 1 2

4 A sugárzásos hőáram a bevonaolás uán: Q 1,2 15,83 W 4 A válozás méréke: 3 Q Q 1,2 1,2 0,1069 (10,69%)-ad részére csökken.

5

6 Húzza alá az Ön képzési kódjá! 2N-4, 2N-4E 2N-00, 2N-0E 2N-AE0, 2N- AG0 Név: Azonosíó: Helyszám: Jelölje meg (aláhúzással) Gyakorlavezeőjé! Bihari Péer Czél Balázs Gróf Gyula Kovács Vikória Könczöl Sándor Laza Tamás Lezsovis Ferenc Somogyi Bence Szankó Kriszián Hőközlés MŰSZAKI HŐTAN 1. ZÁRTHELYI B Munkaidő: 60 perc A dolgoza megírásához szöveges ada árolására nem alkalmas számológépen, valamin rajz- és íróeszközön kívül más segédeszköz nem használhaó. Csak az az információ kerül érékelésre, ami kék vagy fekee színnel író ollal ír/rajzol! Ha leír/rajzol válaszá uólag módosíja, áhúzza vagy kijavíja, az mindenképpen érvényelennek ekinjük. Szükség eseén készísen piszkozao. A megoldásai aralmazó lapo hajsa A/5 méreűre és helyezze e feladalapba! Érékelés: Felada elérheő elér I. 30 II. 50 III. 20 ÖSSZ.: 100 Javíoa:

7 I. Felada Egyik végén befogo körkereszmeszeű borda ámérője 10 mm, hővezeési ényezője 40 W/(m K). A hőáadási ényező a rúd felülee és az az körülvevő 20 C hőmérsékleű levegő közö 10 W/(m 2 K). A rúd végének hőmérséklee 50 C, a leado hőáram 5 W. Milyen hosszú a rúd és mekkora a hőmérséklee a befogás helyén? II. Felada Egy kezdeben egyenleesen 60 C hőmérsékleű, 10 cm élhosszúságú márványkocká 15 C hőmérsékleű levegő kezd el hűeni 7 W/(m 2 K) hőáadási ényezővel. Haározza meg, hogy ké óra elelével mekkora lesz a hőmérsékle különbség a kocka geomeriai középja és egyik csúcsa közö! (A levegő minden oldalról éri a ese.) A márvány hővezeési ényezője: 2,8 W/(m K); fajhője: 0,81 kj/(kg K); sűrűsége: 2600 kg/m 3. III. Felada Egy igen nagy helyiségben szigeelelen 50 mm ámérőjű és 4 m hosszúságú, gőzvezeék halad kereszül, melynek külső felülei hőmérséklee 320 C? A gőzvezeék fekeeségi foka 0,85, a helyiség faláé, melynek hőmérséklee 15 C, 0,92. Mekkora a sugárzásos hőáram a 8 W gőzvezeék és a helyiség közö? σ 5, m K 1,0 0,2 0,9 0,8 0,4 0,7 0,6 x X 0,6 ϑ x T T ϑ T T θ C C 0,5 0,4 0,3 0,8 0,9 0,2 0,1 1,0 0 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 5, /Bi Sík fal dimenziólan hőmérsékleének helyfüggő korrekciós ényezője x

8 Fo Sík fal középsíkjának dimenziólan hőmérséklee harmadfajú peremfeléel eseén T T C ϑc T0 T

9 I. (30 ) H2 1. NZH (2007/2008/2) B A bordára jellemző paraméer: m αu α4 10 1/m λa λd 3 A borda álal leado hőáram: Q λamδ h( mh ) 5 A borda hőmérséklee a végén: o 0 Δ Δ x H 0 ch 1 ( mh) A feni ké egyenlee Δ 0 -ra rendezve az kapjuk, hogy Q o Δ x H Q o λamh ( mh) Δ x H ( ) 5 ch mh 4 Ebből az egyenleből sh ( mh). 3 λam Innen mh2,3706, azaz a rúd hossza: H0,237 m 237 mm. 4 Hőmérséklekülönbség a befogás helyén: Δ Δ ch( mh ) 161,95 C 3 A rúd hőmérséklee a befogás helyén: II. (50 ) A hőfokvezeési ényező: a A Bio szám: Bi α X 7 005, λ 28, 4,5 λ ρ c 1,3295 0,125, 1/Bi x H + Δ 181,95 C m aτ 1, A Fourier szám: Fo 3,829 4,5 2 2 X 005, s 3 A diagramból kikeresendők a véges vasagságú, végelen kierjedésű sík lap középsíkjának: ϑ c 0,645 (0,62..0,66) 6 és falsíkjának: 0,62 (0,60..0,64) dimenziólan hőmérsékleei. 6 ϑ f A kockára érvényes dimenziólan esközépi hőmérsékle: ϑ 9 Az egyik csúcs dimenziólan hőmérséklee: ϑ cs 3 ϑ f A esközép hőmérséklee az előző egyenleből: c 27 C. 6 cs 0 c 3 ϑc c 0 0,2683 0,

10 Az egyik csúcs hőmérséklee: cs 25,72 C. 6 A hőmérsékle különbség a közép és az egyik csúcs közö: 1,275 C. 6 III. Felada (20 ) εcső,fal εcső (felüleviszonyok mia) cső cső cső fal Q A T T 3569,6 W 10 ε σ( )

11

12 Húzza alá az Ön képzési kódjá! 2N-4, 2N-4E 2N-00, 2N-0E 2N-AE0, 2N- AG0 Név: Azonosíó: Helyszám: Jelölje meg (aláhúzással) Gyakorlavezeőjé! Bihari Péer Czél Balázs Gróf Gyula Kovács Vikória Könczöl Sándor Laza Tamás Lezsovis Ferenc Somogyi Bence Szankó Kriszián Hőközlés MŰSZAKI HŐTAN 1. ZÁRTHELYI C Munkaidő: 60 perc A dolgoza megírásához szöveges ada árolására nem alkalmas számológépen, valamin rajz- és íróeszközön kívül más segédeszköz nem használhaó. Csak az az információ kerül érékelésre, ami kék vagy fekee színnel író ollal ír/rajzol! Ha leír/rajzol válaszá uólag módosíja, áhúzza vagy kijavíja, az mindenképpen érvényelennek ekinjük. Szükség eseén készísen piszkozao. A megoldásai aralmazó lapo hajsa A/5 méreűre és helyezze e feladalapba! Érékelés: Felada elérheő elér I. 40 II. 40 III. 20 ÖSSZ.: 100 Javíoa:

13 I. Felada Ké sík lap egy elhanyagolhaó vasagságú, 200 W/m 2 hőeljesíményű villamos fűőlapo fog közre. A számíáshoz szükséges adaoka az alábbi ábláza aralmazza: Bal oldali lemez levegő hőmérsékle: 0 C hőáadási ényező: 10 W/(m 2 K) vasagság: 250 mm hővezeési ényező: 1,25 W/(m K) Jobb oldali lemez 20 C kérdéses 80 mm 0,09 W/(m K) Haározza meg, hogy állandósul állapoban legalább mekkora legyen a hőáadási ényező a jobb oldalon, ha a fűőlap (és a lemezek belső oldalának) hőmérséklee az 50 C-o nem haladhaja meg? II. Felada Egy kezdeben egyenleesen 125 C hőmérsékleű, 5 5 cm-es kereszmeszeű, nagyon hosszú ömör PVC ruda 5 C hőmérsékleű levegő hű 12 W/(m 2 K) hőáadási ényezővel. Haározza meg, hogy 100 perc elelével mekkora lesz a hőmérsékle-különbség a rúd engelye és felszínének középvonala közö! A PVC anyagjellemzői: hővezeési ényező: 0,17 W/(m K); sűrűség: 1390 kg/m 3 ; fajhő: 980 J/(kg K). III. Felada Haározza meg a ké 0,8 fekeeségi fokú oxidál vaslemez közöi sugárzásos hőáramsűrűsége, ha az egyik lemez hőmérséklee 1027 C, míg a másik lemez hőmérséklee 27 C. (A lapok párhuzamosak, izoermikusak és a közöük lévő ávolsághoz képes végelen nagy kierjedésűek.) A STEFAN-BOLTZMANN állandó: 5, W/(m 2 K4 )

14 1,0 0,2 0,9 0,8 0,4 0,7 0,6 x X 0,6 ϑ x T T ϑ T T θ C C 0,5 0,4 0,3 0,8 0,2 0,1 0,9 1,0 x 0 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 5, /Bi Sík fal dimenziólan hőmérsékleének helyfüggő korrekciós ényezője

15 Fo Sík fal középsíkjának dimenziólan hőmérséklee harmadfajú peremfeléel eseén T T C ϑc T0 T

16 I. (40 ) A bal oldal hőellenállása: 10 A hőmérleg: bal R 1 δ H2 1. NZH (2007/2008/2) C bal bal α + bal λ 0,3 (m2k)/w bal közép,bal közép,jobb + q 200 W/m R R jobb Innen a jobb oldal hőellenállása: 10 A jobb oldal hőellenállása: 10 R R jobb 1 δ q közép közép R,jobb bal,bal jobb jobb α + jobb λ, amiből jobb jobb 0,9 (m 2 K)/W α 1 90 W/(m δ 2 K) jobb Rjobb λ AZ ALÁBBI RÉSZ MÁR NEM VOLT KÉRDÉS, HA MÉGIS KISZÁMOLTÁK +10 PONT ADHATÓ ÉRTE! A felszíni hőmérséklere felírhaó, hogy α( ) Ez mindké oldalra felírva és megoldva: II. (40 ) 16,67 C, w,bal 20,37 C. w,jobb közép w. R jobb 10 7 m 2 A jellemző mére: X0,05/20,025 m. A hőfokvezeési ényező: a λ ρ c 1,248 2 s A Fourier szám: Fo a τ 2 X 1,2. A Bio szám: Bi α X 1,7654, 1/Bi0,567 7 λ A végelen hosszú hasáb felfoghaó min ké, végelen nagy 2X vasagságú sík lap meszee. Ennek megfelelően a rúd középvonalának dimenziólan hőmérséklee: ϑc ϑcxϑcy c 0 7 Hasonlóképp a felszín középvonalának dimenziólan hőmérséklee: ϑ f ϑcxϑ fy Ahol ϑ cx és ϑ cy a sík lemezek középsíkjainak dimenziólan hőmérséklee, valamin ϑ fy a sík lemez felszínének dimenziólan hőmérséklee a szimmeria mia ϑ cx ϑ. A diagramból ϑ cx f Fo,Bi) 0,31, ebből ϑ c 0, ) ( és f Fo,Bi 0,151, ebből ϑ f 0, ϑ fy ( cy f 0 7

17 c Ezekből: 16,53 C, 10,62 C, a különbség pedig 5,9 C () 5 III. Felada (20 ) f ( ε 1,2 0,6667 ) ε ε 4 4 q σ 0 ( T1 T 2 ) W/m 2 10