1. Ledning - Fast kroppar eller stillastående fluider
2. Konvektion - strömmande fluider genom omblandning
3. Strålning - värmetransport genom elektromagnetiska vågor, inget medström? behövs

En fluid blåser med v=2m/s utmed en vägg med L=15m var sker övergången från laminärt till turbulent gränsskikt om fluiden är

1. Luft?
2. vatten?

antag T_fluid=20°C

Re_x,kr = 5*10⁵ för platta plan

(x_kr*U_∞)/viskositet = 5*10⁵

Fs 20°C: Luft viskositet= 15,2*10^-6 m²/s

Vatten visk=1,007*10^-6 m²/s

1. Luft: x_kr =(5*10⁵*15,2*10^-6)/2= 3,8m
2. vatten: x_kr =(5*10⁵*1,007*10^-6)/2= 0,25m

Reynoldstal används för att beskriva rörströmning i en fluid.

1. Vilka två typer av strömning kan särskiljas? 
2. Var skiljer dessa åt?
3. beskriv en enkel uppställning där detta kan studeras.

4p

1. Laminär & turbulent
2. Laminär - följer linjer, strömmar avtryck med lika avstånd
   turbulent - slumpmässig strömning icke linjärt
3. Labben med färg som droppades i ett vattenflöde där man kunde urskilja övergången lam -> turb när flödet varieras

Vid antagande om stationär, imkrompressibel och förlustfri strömning ges flödet av uttrycket 

[image]=A2* √((2*(P₁-P₂))/(ρ(1-m²))) 

där m= A2/A1=(d2/d1)^2

1. härled genom bernoullis och massbalans
2. tryckskillnaden P1-P2 mäts med manometer med ρm , fluidens densitet är ρ. ρ>ρm Härled ett uttryck för tryckskillnaden som friktionen av desiteterna och höjdskillnaden h

1. P1+ρv₁²/2 +ρgz1=P2+ρv₂²/2+ρgz2

z1=z2 -> P1+ρv₁²/2=P2+ρv₂²/2

massbalansen [image]1=[image]2 <=> ρ1V1A1=ρ2V2A2

ρ1=ρ2 inkompressibel => V1A1=V2A2 =[image]

[image]/A1=v1 [image]/A2=v2 => P1-P2 =ρ^[image]2(1/A1²-1/A2²)

[image]=√(2(P1-P2)/(ρ(1/A1²-1/A2²))) =/förläng med A2²/A2²/= A2√(2(P1-P2)/ρ(1-m²))

2. Pa=P1+ρg(x+h)

                                => Pa=Pb => P1-P2=(ρm-ρ)gh

    Pb=P2+ρgx+ρmgh 

Mha prandtlrör kan lufthastighet mätas. Härled ett uttryck för lufthast. Som innehåller manometerns vätskehöjd h och densitet ρ. 6p

 [image]

Vatteninnehållet x i fuktig luft kan beräknas med sambandet x=0,622 ΦP_v,sat/P_tot-ΦP_v,sat

Härled det utgående från x= m_v/m_a

där mv = massavattenånga och

ma=massa torrluft

x= mv/ma PvV=mvRvT
PaV=maRaT =>  m_v/m_a=PvRa/RvPa

= 0,2870 Pv/0,4615Pa =0,622Pv/Pa

Pv=ΦPv,sat  Pa=Ptot-ΦPv,sat

vsb

Du ska cykla till universitetet, uppskatta luftmotståndet om du cyklar upprätt respihopkrupen. Hur mycket kan du minska din effektförbrukning?

Upright: A=0,51m²

CD=1,1

Racing: A=0,36m2

C_D=0,9

Fd=CdAρv²/2

˙w=Fd*v => ˙w=CdAρv³/2

Betrakta strömningen genom en strypfläns

[image]

Ange i ett diagram hur statiska trycket, totaltrycket och dynamiska trycket varierar längs centrumlinjen. Friktionen får inte försummas. 4p

blev lite baklänges xD

[image]

Två frågor kring pumpval för ett bevakningssystem hamnar på ditt skrivbord. Vilken info behöver du för att svara på:

1. Vilken pump ska vi välja?
2. Vilket flöde kommer denna pump att ge? 5p

1. pumpkurvor för de olika pumparna info för att beräkna systemetsförluster så man kan upprätta en systemkurva och få fram en driftpunkt som matchar kraven.
2. bild

Johan olsson vann vm på femmilen. Han åkte de fem milen på 2h10min. Efter ca 1mil stack han ifrån de andra och åkte ensam i 4mil. Hur stor effektbesparing pga luftmotståndet hade han gjort om han legat efter någon annan istället? 6p

racing: CdA=0,324m2

standing: CdA= 2ft2=0,84m2

på rulle: CdA=0,18m2

Daggpunkten är den temperatur vid vilken vattenånga kondenserar då den kyls vid konstant tryck

ø=1 vattenångans partialtryck är då lika med vattenångans mättnadstryck

Väggytansform

väggytansbearbetning 

fluidens egenskaper

strömningssättet

Δt

Beskriv hur ett pitotrör ser ut och fungerar.

ta fram en ekvation som omvandlar uppmätta tryckskillnaden till fldeshastighet hos fluiden. 5p

Betrakta strömlinjen

[image]

Ange ett diagram hur statiskatrycket, dynamiskatrycket, höjdtrycket och totaltrycket varierar längs AB. 6p

måste kolla upp svaret

Beskriv hur begreppen pumpkurva, systemkurva och driftpunkt. (fig. & ord)

Beskriv kort hur man får fram data för dessa tre begrepp

1. Systemkurva- pumpen måste övervinna motstånden i systemet hf=f*˙v förluster osv.
2. driftpunkt 
3. pumpkurva- Beskriver pumpens kapacitet mäter h & Q

Stationär inkompressibel strömning

förlustfri (ΔPf=0)

inget överfört arbete eller värme (w_t=0)

gäller utmed en strömlinje

I pumplabben seriekopplades & parallellkopplades de två pumparna. Vad vill man vanligtvis åstadkomma genom att

1. seriekoppla?
2. parallellkoppla?

1. Öka uppfordringshöjden
2. öka volymflödet

Under vilka förutsättningar kan antagandet Uhi göras för dubbelrörsvärmeväxlare?

a) Ai≈Ay & hi»hy

b) Ai≈Ay & hi«hy

c) Ai≈Ay & hi≈hy

d) Ai«Ay & hi»hy

e) Ai«Ay & hi«hy

f) Ai«Ay & hi≈hy

Värmeöverföring från fluiden till vägg eller tvärtom beskrivs mha värmeövergångskoefficienten. Ange förföljnade par i vilket fall den är störst ( dvs när värmeöverföringen går bäst)

1. Från luften i en bastu till huden resp. från vatten i badtunna till huden. Antag Tluft = Tvatten
2. Från varma rökgaser till vägg resp. från en varmvägg till vatten
3. Från en människa en vindstilla dag resp. från en människa en blåsig dag
   6p

1. Från vatten hluft<hvatten
2. varmvägg till vatten hluft < hvatten
3. blåsig hnaturlig konv < hpåtvingat konv

Springa inomhus vs utomhus

Vädret ute är mulet och det blåser svaga vindar. Agata menar att man blir mycket varmare inomhus. Stämmer det? Antag samma lufttemp ute och på gymmet. 6p

hnaturlig konvektion < h påtvingade konvektion

Ja, då värmeövergångskoefficienten är störst går värmeövergången bäst.

Antag luft med T=20°C och φ=60% Totaltrycket är 1atm=101,325kPa

Bestäm mha Mollierd. eller beräkningar

a) mättnadstryck

b) partialtryck

c) vatteninnehåll

d) daggtemperatur

e) specifik entalpi

f) massa kondensat om massa torrluft är 2kg, då luften kyls till 10°C

(1bar = 10^5Pa)

6p 

a) Pv,sat = 23kPa

b) Pv = 1,4kPa

c) x=0,0088

d) Tdagg = 12°C

e) h = 43

Antag luft med T=30°C φ=0,4

Bestäm mha Mollier

a) Daggtemp

b) Vatteninnehåll

c) partialtryck

d) mätnadstryck

e) specifik entalpi

f) fuktiga termometerns temp.

6p

Kapten Agaton har vart på en kvällspromenad Tute=6°C kommer han få imma på glasögonen när han kommer in?

Tinne=20°C φ=50%

Vatten med densiteten ρ, sprutar med hastighet v_in på en vertikalplatta enligt figur. strålens tvärsnittsarea är A_in vattnet sprids i alla riktningar efter plattan

a) bestäm ett uttryck för den kraft F(ρ,A_in,v_in) orsakad av vattenstrålen, som behövs för att hålla plattan på plats (stilla). Vilken riktning får kraften?

b) Vad händer med Fom vattnets hastighet dubbleras?

6p

Linus & Linnéa har kokt mycket rabarbersaft och ska hälla upp det i flaskor. Är det bättre (går det snabbare) att använda en tratt med längre pip? 

6p