-rörböj med utloppsmunstycke,

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "-rörböj med utloppsmunstycke,"

Lucas Blomqvist
för 5 år sedan
Visningar:

1 S Rörböj 80 Givet: Horisontell 80 kpa at 80 -rörböj ed utlosunstycke A 600 (inlo) A 650 (fritt utlo) at 00 kpa volyflöde V 0475 /in vatten 0 C hoogena förhållanden över tvärsnitt friktionseffekter kan försuas Sökt: Infästningskraft i -led i sektion Fiera en utanåliggande kontrollvoly (CV) runt hela rörböjen Låt kontrollytorna vid sektion och vara vinkelräta ot ströningen Vid sektion skär CV igeno infästningen kraftkoosant i -led å CV: F (koordinat i inkoande flödesriktning under givna förutsättningar är koosanten i y-riktningen noll F 0 ) Ay Hoogena förhållanden över tvärsnitt sat stationär ströning iulssatsen: ( Vout Vin) ( V V ) F CV Massflöde V ; Tabell A: 998 kg/ dvs 790 kg/s Efterso friktionseffekter kan försuas är de enda krafterna so verkar å CV tryckkrafter och den sökta infästningskraften Iulssatsen i -led: : ( V V ) F ( at) A ( at) A F ( at) A V V A V A V 045 /s V 8 /s V V V (8 045) N 09 N V F 6 Kraften å CV är otriktad kraften å infästningen R F 09 N F Svar: R 0 kn

2 S iaantforad kro Givet: Ströningsotstånd sfa anströningshastighet för en geoetriskt likforig odell Modell: V (6 75) /s ; L 9 ; luft 5 C 0 kpa ; F ( ) N Prototy: V 5 /s ; L 8 ; vatten 0 C Sökt: Ströningsotståndet för rototyen F Vid stationär inkoressibel ströning utan inverkan av fria vätskeytor gäller Reynolds likforighetslag: Vid geoetrisk likforighet blir ströningen likforig o Reynolds tal är lika vid odell- och fullskala etta innebär att A är en karakteristisk area och F F /( V C F Re VL / VL / Efterso /( V A/ ) (Re) där A L gäller således L ) g(re) se Eeel 7 Sabandet kan även fås ur ren diensionsanalys ( f V ) F /( V L ) g( VL / ) se Eeel 6 Änesdata för vatten ur Tabell A: /s kg/ ; 060 Pas dvs Luften en ideal gas /(RT ) ynaisk viskositet ur Tabell A 6 / 560 /s Re Re V R 870 J/(kgK) 80 kg/ μ μ(t) 8450 Pas ; ( / )( L / L ) V 986 /s Vid denna hastighet fås efter linjär interolation: F 575 N F ( Svar: Ströningsotståndet är 04 kn 6 / )( V / V ) ( L / L ) F 40 N An Ströningsotståndet F varierar inte linjärt ed hastigheten V vilket innebär att linjär interolation är tveksat i detta fall O för resektive unkt beräknas så visar det sig att denna för de två sista unkterna är aro konstant Ströningsotståndet varierar alltså kvadratiskt ed hastigheten (vid höga Reynolds tal) Utan interolation fås därför F N 6 N Bättre svar: F 0 kn Efterso lanar ut ot ett konstant värde vid höga Reynolds tal så förväntas inga ändringar i vid ytterligare ökning av Re jäfört ed vad so kan unås i 5 odellförsöket ( Re 550 ) se även Fig 7-9 O rototyens hastighet te hade varit 0 gånger högre ( V 5 /s 6 Re 44 0 ) så kan ströningsotståndet uskattas till F 0 6 N kn

3 S Engångsförluster i lufttrua En 5 lång horisontell kvadratisk lufttrua ed ett antal krökar ansluts till en fläkt so blåser luft geno truan ut till ogivningen Truans tvärsnittsarea är konstant 000 En tryckgivare ansluten direkt efter fläkten vid () visar 07 Pa övertryck i förhållande till ogivningen Hur stor är suan av engångsförlustkoefficienter K o volyflödet är 0044 /s? Luftteeraturen är 0C och ogivningens L lufttryck 00 kpa fläkt o = 00 kpa Givet: L 5 A 0 00 (kvadratiskt tvärsnitt) Pa V /s T 0 C o at 00 kpa at Sökt: K L Bernoullis utvidgade ekvation: V g z V g z w z z (horisontellt) V V V V / A 44 /s (inkoressibel ströning saa tvärsnittsarea) (fritt utlo) at t in 0 w (inget tekniskt arbete ellan och ) L V L at f f KL d dvs KL f h V dh 4A 4A Hydraulisk diaeter d h A 0 0 P 4 A Luft ideal gas: 88 kg/ 6 ; 8 0 Pa s (Tabell A) RT tin f Vd f (Re / dh) ; / dh 0 000; Re Re h h 87 0 dvs turbulent ströning Haalands forel ger f dvs f L/ dh 6 99 Insättning: K L Svar: K L

4 S4 Guibrandslang ed kort unstycke Givet: 5 d T 0C V 75 d /s /s K 0 65 a 5 MPa (övertryck) Sökt: aial lodrät höjd h L Maialt tryck fås direkt efter uen där slangen börjar i osition (snitt) Lägg osition (snitt) vid det fria utloet Bernoullis utvidgade ekvation inget tekniskt arbete: V g z V g z där Inkoressibel ströning V V A V A f f f A 4 V K L V V d A dvs 4 V ( / d) V 4V ; sätt z 0 z h ; differenstryck sätt a 0 (fritt V utlo) Insättning ger a g h f dvs ( / 500 ) a V h 500 f 565 g g Friktionsfaktor f (Re / ) V Re V 4V /( ) 06 /s Tabell A ( 0 C ): 9997 kg/ 060 Pas Re 460 Ströningen är turbulent (Re > 4000) Haalands forel (86) kan användas Insättning ( / 000/ 0 ) ger f Med g 9807 /s (standardvärde) fås h 809 Svar: h 80

S5 Brosning av dragster Givet: ragster ( 800 kg ) brosas från U 45 k/h ( 0 8 /s ) till U 60 k/h ( 44 4 /s ) ha brosfallskär (luft 0 C 00 kpa) ragsterns frontarea frontarea A kan försuas dragster A

5 S5 Brosning av dragster Givet: ragster ( 800 kg ) brosas från U 45 k/h ( 0 8 /s ) till U 60 k/h ( 44 4 /s ) ha brosfallskär (luft 0 C 00 kpa) ragsterns frontarea frontarea A kan försuas dragster A 086 ; otståndskoefficient ( C ) dragster 0 55; fallskärens fallskär 5 Inga interferenseffekter fallskär-dragster Rullfriktion Sökt: (a) inbrosningstid (b) aial retardation (uttryckt i tyngdaccelerationen g 98 /s ) ragster (The Couter) du Newtons andra lag (i körriktningen ): a F där a a Utan beaktande av dt rullotstånd (enligt ugift) är den enda kraften å dragstern ett brosande ströningsotstånd F F Ströningsotståndet kan delas u i två delar ett från fallskären ett från dragstern F ( F ) fallskär ( F ) dragster U otståndskoefficient F CA fås då A frontarea: du U U ( C A) fallskär ( C A) dragster C dt Enligt Tabell 7 i koendiet gäller ( C ) fallskär 4 vilket ger Enligt definition av C 789 du Searera variabler och integrera dt och t ( U ) C U U C Tabell A: 89 kg/ vilket ger t 45 s ( 705 ) C (b) Maial retardation vid aial hastighet vid U U 08 /s dvs CU ( a) a ( F / ) a 856 /s /s Svar: (a) t 4 s (b) ( a ) a 87g

Relevanta dokument

MMVA01 Termodynamik med strömningslära Exempel på tentamensuppgifter

TERMODYNAMIK MMVA01 Termodynamik med strömningslära Exempel på tentamensuppgifter T1 En behållare med 45 kg vatten vid 95 C placeras i ett tätslutande, välisolerat rum med volymen 90 m 3 (stela väggar)