Fluidparametrar för luft (1 atm) vid filmtemperaturen (75+15)/2 C är (Tab. A-15) ANALYS. Reynolds tal

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Fluidparametrar för luft (1 atm) vid filmtemperaturen (75+15)/2 C är (Tab. A-15) ANALYS. Reynolds tal"

Patrik Lundberg
för 7 år sedan
Visningar:

1 RÖ probe tentaen En cyindrik vattentank är utatt för ett kontant uftföde ed teperaturen 15º och hatigheten / vinkerät ot de anteyta. Tanken diaeter är 0,5 och de ängd är 1. O vattenteperaturen i tanken urprungigen var 75º, viken teperatur koer vattnet i tanken uppkattningvi att anta efter 1 tie i ufttröen? Antaganden 1 Stationärt titånd. Väretranport via väretråning förua. Luft bettrakta o en idea ga ed kontanta fuidparaetrar. Vattenteperaturen i tanken anta vara den aa o tanken ytteperatur. 5 Väreövergångkoefficienten på tanken idoytor anta vara identik ed väreövergångkoefficienten på tanken anteyta. ateriadata Fuidparaetrar för vatten vid 75 (Tab. A-9) ρ p 97.7 kg/ 19 J/kg. Fuidparaetrar för uft (1 at) vid fiteperaturen (7515)/ är (Tab. A-15) k W/. υ Pr / Vattentank D 50 c L 0 c Reynod ta ( / ) V D (0.50 ) Re υ / Luft V / T 15 Gäande korreationaband för Nu-ta vid rådande Re-ta: Nu Re 0.5 Pr / [ 1 ( 0./ Pr) ] 0.(85,71) 0. 1/ 1/ (0.71) / [ 1 ( 0./ 0.71) ] 1/ Re 8,000 1/ 5/ 8 / 5 85,71 1 8,000 5/ 8 / 5 58 Viket reuterar i föjande väreövergångkoefficient: h k Nu D W/. (58).7 W/ Tanken totaa begränningyta, anteyta och idoytor, är A D πdl π π π (0.5)(1) (0.5) / 1.9

2 Under avkyningperioden, dv en tie, kan väreföruten från tanken uppkatta enigt: 75 T Q & ha ( T T ) (.7 W/. )(1.9 ) 15 (Ekv. 1) T är vattenteperaturen I tanken efter en tie avkyning dv (75T )/ utgör vattnet edeteperatur under avkyningfaen. Den genonittiga väreföruten kan ockå beräkna ap ändringen i vattentanken energiinnehå, och därför behöv aan vatten i tanken betäa, enigt: D ρv ρπ L (97.7 kg/ ) π(0.50 ) (1)/ kg Ändringen av tanken energiinnehå ge av: Q p ( T ) kg)(19j/kg ) ( 75 - T ) T ( 1 Dv otvarande väreföde är Q ( kg)(19 J/kg. )(75 -T) Q & (Ekv. ) t 0 0 T är vattenteperaturen i tanken efter en tie erhå geno att ätta Ekv. 1 ika ed Ekv. enigt; Q & (.7 W/ T,. )( T ) (191.8 kg)(19 J/kg. )(75- T) SVAR: Efter en tie i ufttröen är vattenteperaturen i tanken ca º.

3 RÖ probe 5 tentaen En oioerad rörektion ed ytterdiaetern 0,1 och ängden 15 paerar geno en agerbyggnad var uftteperatur och inre begränningytor är 15º. ätningar av röret anteytteperatur viar att den är 85º äng hea röret. Viken väreeffekt koer den oioerade rörektionen att tiföra agerbyggnaden? Antaganden 1 Stationärt titånd. Luft bettrakta o en idea ga ed kontanta fuidparaetrar vid atofärtryck. ateriadata Fuidparaetrar för uft (1 at) vid fiteperaturen (T T )/ (8515)/ 50 (Tab. A-15) k W/. υ Pr 0.78 β 1 T f / K (50 7)K -1 Luft T 15 D c L15 anteytan T 85 ε 0.9 För denna geoetri är den karakteritika träckan L c det aa o röret ytterdiaeter, dv L c D 0.1. Ra-taet beräkna för att vägeda i vaet av korreationaband för Nutaet vid egenkonvektion gβ ( T T Ra υ ) D -1 (9.81/ )(0.001 K )(85 15 K)(0.1) Pr 5 (1.798 /) Nu 0. 1/ 1/ 0.87Ra 0.87(75958) 0. k W/. h Nu (.78). W/. D 0.1 A πdl π(0.1)(15).71 [ 1 ( 0.559/ Pr) ] 8/ 7 1 9/ 1 ( 0.559/ 0.78) 1 [ ] 9/ (0.78) / 7.78 Q& ha ( T T ) (. W/. )(.71 )(85 15) 055 W Väreföruter via väretråning från röret anteyta beräkna ed antagandet att eittanen är 0,9: Q& rad εaσ ( T Turr ) (0.9)(.71 )(5.7 W/.K ) [(85 7 K) (15 7 K) ] 95 W 8 SVAR: totat tiför agerokaen via egenkonvektion och väretråning 50 W från det oioerade röret.

4 RÖ probe tentaen ättad vattenånga vid atofärtryck ka kondenera ed hjäp av en vertika pan yta o är 1,5 eter hög och o hå vid en kontant teperatur på 80º. Hur ycket kondenat koer att bida per ytenhet och tie? Antaganden 1 tationärt titånd. Fikondenatet kan ane vara vågainärt over hea den vertikaa ytan. Deniteten för vattenånga (ρ vapor 0.0 kg/ ) är förubar jäfört ed deniteten för vatten. Egenkaper Ångbidningväret för vatten vid ättnadteperaturen 0 är h fg 57 J/kg. Övriga fuidparaetrar för vatten vid fiteperaturen Tf ( Tat T) / (0 80)/ 90 är enigt Tab. A-9: ρ µ ν p k 95. kg/ 0.15 µ / ρ 0 J/kg 0.75 W/ Pr 1,98 kg/ 0. / 1,5 1 1 at Ånga Hänyn ta ti underkyning enigt: h * fg hfg 0.8 p( Tat T ) 57 J/kg J/kg (0 80) 1 J/kg Vågainärt kondenatgränkikt, dv Re-taet beräkna enigt: Re Re vertica,wavy.70lk ( T.81 * µ h at fg T ) g ν.70 (1,5 ) (0.75 W/ ) (0 80) 9.8 /.81 (0.15 kg/ )(1 J/kg) (0. 1/ 0.80 /) 1/ Viket är ean 0 ooch 1800, dv antagandet o vågainärt kondenatgränkikt är bekräftad.

5 Väreövergångkoefficienten pga kondenationen beräkna enigt: h h vertica,wavy Re k g Re 5. ν 1/ 17 (0.75 W/ ) 9.8 / (17) 5. (0. /) 1/ 11 W/ O det anta att den vertikaa ytan har bredden 1 eter å är den totaa kondenationytan A W L ( 1,5 )(1 ) 1,5 Den totaa väreöverföringen ti ytan beräkna enigt: Q & ha ( T T ) (11 W/ )(1,5 )(0 80) 1880 W at Vared utigen kondenationafödet beräkna enigt: & condenati on Q& * h fg 1880 J/ 0.08 kg/ 1 J/kg /1,5 19 kg/h SVAR: 19 kg per tie och

6 RÖ probe 7 tentaen Efter ett äckage täck en govyta på x av 1 vatten. Uttorkning koer att ke ed uft, 15º och 5 % reativ uftfuktighet, o via en fäkt evererar en ufthatighet på 1 / över hea govytan. Hur ång tid kräv för att torka govytan på detta ätt? Antaganden 1 åttig atranport (eftero aandeen av vattenånga i uften är åg, % för ättad uft vid 7 º) dv anaogin ean väre- och atranport kan tiäpa. Kritikt Re-ta är Vattnet o täcker govytan har aa teperatur o den tröande uften. Egenkaper pga åttiga aföden använd egenkaper för torr uft, dv vid 15º och 1 at: ν / and ρ 15. kg / enigt tabe A-15. ättnadtrycket för vatten vid 15º är kpa. Diffuivitetkoefficienten för vattenånga i uft vid 15º 88 K beräkna ed Ekv enigt: D AB D H O-air T P 1.87 (88 K) 1at.07. / Re-taet beräkna: VL Re ν (1 /)( ) 1.7 /.8095 Luft 15 1 at 1 / 5% RH Vatten 1 Förångning Gov Dv avevärt högre än , å ufttröningen kan ane turbuent över erparten av ytan. Beräkning av Schidt taet o ingår I beräkning av Sherwoodtaet nedan: Sc ν D AB 1.7. / 0.1 / Sherwood-taet beräkna enigt tabe 1-1: 0.8 1/ Sh 0.07 Re Sc 0.07(.8095 ) atranporttaet, h a, kan nu beräkna enigt 0.8 (0.1) 1/ 587 h a ShD L AB (587)(. /) 0,01/ Luften närat vattenytan koer att vara ättad, dv ättnadtrycket vid 15º är enigt ovan kpa.

7 Viktandeen vattenånga i uften närat vattenytan och viktandeen vattenånga i ogivande uft är jäva potentiaen för atranporten, dv viktandearna beräkna enigt Ekv. 1- ti: w w P ( kpa ) 18kg/ko 1.5 kpa 9 kg/ko A at A A, y A, P air φ P ( 0.5 )( kpa ) 18 kg/ko 9 kg/ko A at A A, y A, air P air 1.5 kpa Geno att betäa atranportfödet enigt föjande: & evap. haρ A( w A, wa, ) (0,01/)(1.5kg/ )( )( ) 0,005kg/ kan ed kännedo o aktue vattenaa på ytan enigt: water ρ V ( 00kg/³ )( 1 ) 1kg den erforderiga uttorkningtiden beräkna enigt: t & water evap 1kg 0,005kg/ 1 57,5 in SVAR: det tar ca 57 inuter för att torka ytan.

Relevanta dokument

LÖSNINGSFÖRSLAG Tentamen VoM I

LÖSNINGSFÖRSLAG Tentamen VoM I ÖSNINGSFÖRSAG Tentaen Vo I 011-01-14 RÖ Proble 4: uft vid teperaturen ºC tröar ed atigeten / ovan en oriontell yta o ar längden oc ytteperaturen 0ºC. Beräna väreövergångoefficienten vid 0,5 oc 9,5 at oentera