Eli olen pyöritellyt muutamaa virtausmekaniikkaan ja lämpöoppiin liittyvää laskua vaikka kuinka mutta ne eivät vain lähde aukemaan niin että tulos olisi olikea.. Ajattelin kirjoittaa tänne jos vaikka olisi joku joka osaisi auttaa :) Eli tehtävät olisi seuraavanlaiset:
1. 80 celcius asteinen vesi virtaa 0,5m3/s:issa 1000m pitkän matkan putken läpi. Putken halkaisija on 500mm ja pinnankarheus 0,04mm. Kuinka suuri painehäviö putkessa syntyy ja minkä pumppaustehon tämän painehäviön voittamiseksi tarvitaan?
2. Vettä (tiheys=1000kg ja u=0,0010016kg/ms) pumpataan säiliöstä toiseen. Säiliöt ovat avoimia ulkoilmaan (P=1bar). Suoraa DN50 putkea tulee kaikkiaan 25m, ja sen seinämänvahvuus on 2,57mm. Korkeuseroa säiliöillä on 2,5m. Tilavuusvirta prosessissa on 350L/min. Laske
a) Putkiston kokonaispainehäviö (kertavastukset ja suorien putkien osuudet)
b) Tarvittava pumppausteho veden siirtämiseksi alemmasta säiliöstä ylempään säiliöön?
3. Putkilämmönsiirtimellä lämmitetään kemikaaliseosta (Cp=1800J/kgK). Seos virtaa lämmönsiirtimen putkessa massavirralla 3kg/s. Seos on 20 celciuksen lämpötilassa ennen lämmönsiirrintä. Vaipan puolella virtaa vesi (Cp=4,18kJ/kgK) massavirralla 2kg/s ja veden lämpötila on 110 celcius astetta ennen lämmönsiirrintä. Lämmönsiirtopinta-ala kemikaaliseoksen ja veden välissä on 7 m2 ja lämmönläpäisyluku koko lämmönsiirtimelle U= 1200 w/ m2K. Laske missä lämpötilasssa vesi ja kemikaaliseos tulevat ulos lämmönsiirtimestä?
Tämmöiset olisivat liikaa haastetta aiheuttavat laskut, toivottavasti täältä löytyy tietäjiä/osaajia! :)
1. 80 celcius asteinen vesi virtaa 0,5m3/s:issa 1000m pitkän matkan putken läpi. Putken halkaisija on 500mm ja pinnankarheus 0,04mm. Kuinka suuri painehäviö putkessa syntyy ja minkä pumppaustehon tämän painehäviön voittamiseksi tarvitaan?
2. Vettä (tiheys=1000kg ja u=0,0010016kg/ms) pumpataan säiliöstä toiseen. Säiliöt ovat avoimia ulkoilmaan (P=1bar). Suoraa DN50 putkea tulee kaikkiaan 25m, ja sen seinämänvahvuus on 2,57mm. Korkeuseroa säiliöillä on 2,5m. Tilavuusvirta prosessissa on 350L/min. Laske
a) Putkiston kokonaispainehäviö (kertavastukset ja suorien putkien osuudet)
b) Tarvittava pumppausteho veden siirtämiseksi alemmasta säiliöstä ylempään säiliöön?
3. Putkilämmönsiirtimellä lämmitetään kemikaaliseosta (Cp=1800J/kgK). Seos virtaa lämmönsiirtimen putkessa massavirralla 3kg/s. Seos on 20 celciuksen lämpötilassa ennen lämmönsiirrintä. Vaipan puolella virtaa vesi (Cp=4,18kJ/kgK) massavirralla 2kg/s ja veden lämpötila on 110 celcius astetta ennen lämmönsiirrintä. Lämmönsiirtopinta-ala kemikaaliseoksen ja veden välissä on 7 m2 ja lämmönläpäisyluku koko lämmönsiirtimelle U= 1200 w/ m2K. Laske missä lämpötilasssa vesi ja kemikaaliseos tulevat ulos lämmönsiirtimestä?
Tämmöiset olisivat liikaa haastetta aiheuttavat laskut, toivottavasti täältä löytyy tietäjiä/osaajia! :)
Vastaukset 14
Vanhimmat
En tiedä asiasta mitään, mutta monissa oppilaitoksissa ja kursseilla ei juuri koskaan lasketa mitään hankalia kohtia laskuista, vaan tarkoitus on opetella käyttämään valmiiksi laskettuja ja mittaamalla muodostettuja taulukoita. Eli kannattaa vilkaista sitä oppimateriaalia.
Ei esimerkiski kukaan pysty pelkästään laskemaan jonkun ison kerrostalon patteriverkon virtauksia.
1.+80+celcius+asteinen+vesi+virtaa+0,5m3/s:issa+1000m+pitkän+matkan+putken+läpi.+Putken+halkaisija+on+500mm+ja+pinnankarheus+0,04mm.+Kuinka+suuri+painehäviö+putkessa+syntyy+ja+minkä+pumppaustehon+tämän+painehäviön+voittamiseksi+tarvitaan?
Eiköhän pumppausteho ole vain se osa tehosta, mikä saadaan hyödyksi, eli otapa laskustasi hyötysuhde pois jos haluat oikean tuloksen.
Jos olisi kysytty pumpun tehoa niin sitten vasta olisi jaettu pumppausteho hyötysuhteella.
Montako pistettä saat kurssilta ilmaiseksi kun joku laskee tehtävät tänne näytille puolestasi?
Kerropa mitä olet itse tehnyt eli laita vaikka aijaa - palveluun näkyviin tähän mennessä tekemäsi laskelmat. Katsotaan sitten siitä eteenpäin
Eipä sitä nykysin mitään kurssi ''pisteitä'' ole :D:D:D:D:D Ihan vapaaehtoisia tehtäviä yritän ratkaista että jäisi asioita enemmän käteen ja olisi tentissä tukevampi pohja, on kuitenkin asia joka itseä kiinnostaa. Että aijaaaijaa vaan tervetuloa pois kivikaudelta
Eikö martan avullakaan auennut?
Toisessa tehtävässä pitää tietysti ensin selvittää DN50, mikä voikin olla haastavaa. Ulkohalkaisija on yleensä 60,3 mm, mutta voi riippua materiaalista.
Sitten tuossa puhuttiin kertavastuksista, mutta ei kerrottu putkistonn yksityiskohtia. Kertavastus muodostuu mutkista, liitoksista jne.
Säiliön pinnankorkeuksista saat tietysti potentiaalienergiamuutoksen vaatiman tehon.
Kai sinulla on oppimateriaalia. Google auttaa myös.
Täällä on pitkin syksyä kerjätty vastauksia kotitehtäviin siten, että itse ei ole tehty mitään niiden ratkaisemiseksi. Kun tulee kertomaan että joku tehtävä ei vaan edisty niin ei olisi kovin iso juttu laittaa näkyviin valokuva siitä mitä on jo yrittänyt paperilla ja selittää sitä.
Ilmaisvastauksia kerjäävillä ei tietenkään ole mitään paperilla joten he eivät voi esittää tuollaista materiaalia näytiksi siitä että ovat jo itsekin jotakin yrittäneet.
Tulipahan nyt ensimmäistä kertaa elämässäni laitettua yhtään mihinkään keskustelupalstalle kysymystä ja kommenttia kun ajatteli että sieltä saisi apua kun ei mistään muualta, eipä tule näitä keskusteluja koluttuakaan, voin todeta että oli kyllä samalla myös vihoviimeinen kerta kun näille oman elämänsä luusereille mitään kysymyksiä kysyn, Toivon vain jatkon kannalta että jos teille on minkä tahansa asian kanssa avun tarvetta niin vastaanotto on samanlainen kun itse tarjoamanne. :DDDD Mun puolesta käykää syvälliset keskustelunnu ihmeessä vaikka tässä keskustelussa, itse aion tämän nyt sulkea enkä enään avata, niin paljon mielipiteenne kiinnostaa, sillä voi ehkä vessanpaperin korvata. EIkun kevään jatkoa ja istukaa peukaloon!
Heh. Aika epäkohteliasta väkeä nämä "ensimmäistä kertaa" palstalle kirjoittelevat avuntarvitsijat joilla ei ole mitään pyrkimyksiä teettää kotitehtäviään muilla ja siten saada kurssin läpäisemiseen tarvittavat pisteet ilman omaa työpanosta.
Seuraavan kerran kun joku haluaa apua laittakoon valokuvana näytille mitä on jo itse asian eteen tehnyt. Vastaanotto on silloin aivan toisenlainen.
3. Putkilämmönsiirtimellä lämmitetään kemikaaliseosta (Cp=1800J/kgK). Seos virtaa lämmönsiirtimen putkessa massavirralla 3kg/s. Seos on 20 celciuksen lämpötilassa ennen lämmönsiirrintä. Vaipan puolella virtaa vesi (Cp=4,18kJ/kgK) massavirralla 2kg/s ja veden lämpötila on 110 celcius astetta ennen lämmönsiirrintä. Lämmönsiirtopinta-ala kemikaaliseoksen ja veden välissä on 7 m2 ja lämmönläpäisyluku koko lämmönsiirtimelle U= 1200 w/ m2K. Laske missä lämpötilasssa vesi ja kemikaaliseos tulevat ulos lämmönsiirtimestä?
Tämä onkin jo hieman vaikeampi tehtävä. Ei taatusti ratkea ainakaan lukiotason tiedoilla :).
Minä ratkaisisin tämän näin: veden lämpökapasiteettivirta on 2 kg/s*4,2 kJ/kgK = 8,4 kW/K (Cmax) ja kemikaalin 3*1,8 = 5,4 kW/K (Cmin). Näistä saadaan suhde R = Cmin/Cmax = 5,4/8,4 = 0,643. Lämmönsiirtimen ns. dimensioton konduktanssi on z = UA/Cmin = 1,2*7/5,4 = 1,556. Oletetaan puhdas vastavirtalämmönsiirrin, jolloin sen ns. lämpötilahyötysuhde
epsilon = (e^(R-1) -1)/(Re^(R-1) - 1) = 0,675 (tätä varten on olemassa myös erityisiä käyrästöjä).
Lämpötilahyötysuhde epsilon on toisaalta epsilon = deltaTmax/theta, jossa theta on nyt 110 - 20 = 90 K. Siten 0,675 = (T2 - 20)/90, josta kemikaalin ulostulolämpötila T2kemikaali = 20 0,675*90 =80,8°C. Veden ulostulolämpötila on puolestaan T2vesi = 110 - 0,643*0,675*90 = 70,9°C. Lämmönsiirtimen tehoksi tulee vielä 2,0*4,2*(110 - 70,9) = 328,4 kW.
jaahas, aloittaja ehtikin jo häipyä..
Kyllä tuo pitäisi olla lukiotasoinen tehtävä, kun lämmönläpäisyluku on annettu ja kaavat tiedossa. Siinä käytetään logaritmista lämpötilaeroa. Kaavat löytyy vaikkapa täältä (sivu 4): https://www.motiva.fi/files/11078/Energiatehokas_lammonsiirto_opas.pdf
328 kW näyttää olevan oikea vastaus.
Ei se mihinkään häipynyt. Palautuspäivä kotitehtävillä on ilmeisesti maanantaina joten viimeiseen asti odottelee muiden antamia ratkaisuita.
Älä täältä kysy, täällä vain vittuillaan kysyjille, koska pitää "itse tehdä töitä ja nähdä vaivaa."