Examen Januari 2017 OEF 1 Hydrostatica (4 pt, apart dubbelblad) d 1 = 2 m g = 9,81 m/s 2 ρ = 1000 kg /m³ AB: breedte = 4 m r 1 = 2 m α 1 = 45 BC: breedte = 4 m lengte = 5 m α 2 = 45 CD: breedte = 4 m r 2 = 3 m Scharniert rond C, er heerst atmosfeerdruk. Vraag (1a): Bepaal de resulterende kracht van de hydrostatische drukken op de halve schijf AB (grootte, richting, zin en aangrijpingspunt). Vraag (1b): Bepaal de resulterende kracht van de hydrostatische drukken op de rechthoekige plaat BC (grootte, richting, zin en aangrijpingspunt). Vraag (1c): Bepaal de resulterende kracht van de hydrostatische drukken op de kwart cilinder CD (grootte, richting, zin en aangrijpingspunt). Vraag (1d): Bepaal F ext zodat de klep in evenwicht is.
OEF 2 Leidingen onder druk (4 pt, apart dubbelblad) y c = 8 m y 2 = 4 m Q = 40 l/s ρ = 1000 kg/m 3 v viscositeit = 10 6 Algemene Ladingsverliezen Aard D i A i [m 2 ] e i e i /D i [-] f D,i [-] K i [s 2 /m 6 ] L i K i L i [s 2 /m 5 ] AB 0.2 0.0314 0.0002 0.001 0.0191 4.92 75 369 BC 0.2 0.0314 0.0002 0.001 0.0191 4.92 25 123 CD 0.2 0.0314 0.0002 0.001 0.0191 4.92 25 123 DE 0.2 0.0314 0.0002 0.001 0.0191 4.92 25 123 EF 0.1 0.0079 0.0002 niet geg niet geg niet geg 10 niet geg Bijzondere Ladingverliezen SOM= niet geg Aard z j [-] K j [s 2 /m 5 ] K j z j [s 2 /m 5 ] A intrede 0.5? 285 E plotse vernauwing 0.32? 18 F uittrede 1? 813 SOM= 1116 Vraag (2a): Als het debiet Q = 40 l/s is bepaal dan de hoogte y1 in het opwaarts (linkse) reservoir. Vraag (2b): Bepaal de relatieve druk in de vena contracta van C, bespreek het cavitatie gevaar. Vraag (2c): Bepaal de relatieve druk in de vena contracta van E, bespreek het cavitatie gevaar. Vraag (2d): Reservoir 1 is cilindervormig met S 1 = 100 000 m², de oppervlakte van reservoir 2 stijgt lineair met y dus voor y 2 = 4 m is S 2 = 1000 m² en voor y 2 = 10 m is S 2 = 3000 m². Geef een raming van het evenwichtspeil en de tijd nodig om deze te bereiken. (Men mag een grove raming maken maar verklaar de veronderstellingen die worden aangenomen.)
OEF 3 Warmte (4 pt, apart dubbelblad) Gegeven is een muur met twee lagen. (Zie schets van het zijaanzicht.) T 2 = 400 K T = 300 K k 1 = 2 W/mK k 2 = 4 W/mK h = 5 W/mK h = 5 m b = 3 m d 1 = 0.10 m d 2 = 0.15m q = 12 kw Vraag (3a): Bepaal de convectiecoëfficiënt h, negeer de opgegeven h voor deze deelvraag. Schat T 1 op 380 K. Vraag (3b): Werk nu voor de volgende deelvragen met de opgegeven h = 5 W/mK, niet de h uit deelvraag a. Bepaal T 1. Vraag (3c): Bepaal TT 3. Geef duidelijk aan hoe je er aan komt en welke numerieke waarden je hebt gebruikt. Vraag (3d): Welke warmtedebieten stromen door T 1 en T 3, geef ook de richting.
OEF 4 Behoud (4 pt, apart dubbelblad) Een atmosfeer druk van 1 bar is overal aanwezig. In buis 1-2-3 ρ water = 1000 kg/m 3 C v,water = 4182 J/(kg s) T 1 = 10 C d 1 = 0.10 m d 2 = 0.04 m v 1 = 0.3 m/s P 1 = 3 bar P atm = 1 bar In buis 4-5 ρ olie = 820 kg/m 3 C v,olie = 2700 J/(kg s) m = 4 kg/s T 4 = 40 C T 5 = 27 C P 4 = P 5 v 4 = v 5 Vraag (4a): Bepaal P 2. Vraag (4b): Bepaal F ext om het stuk tussen 1 en 2 op zijn plaats te houden. Geef duidelijk welke zin F ext heeft. Vraag (4c): Bepaal het warmtedebiet dat de olie afstaat aan het water. Vraag (4d): Bepaal T 3.
Theorie vragen 1. Stel een formule op voor de capillaire hoogte h wanneer 2 cilinders met straal r 1 en r 2 ondergedompeld worden in water. 2. Water stroomt parallel over een horizontale plaat van 1m. Men stelt vast dat de laminaire sublaag overgaat in een turbulente laag op de helft van de plaat. Indien men de plaat dubbel zo lang maakt, waar gebeurt dan de overgang? Zonder verklaring is uw antwoord niets waard. 3. Men wil een schaalmodel maken op basis van de Froude voorwaarde van een dam met breedte B. Er zijn twee andere gegeven voorwaarden: B m /B p 1/10 en Q m /Q p 1/100. Waaraan moet de schalingsfactor α L voldoen? 4. Verklaar waarom het in een serre warmer is dan de buitentemperatuur.