Uitwerking tentamen Stroming 24 juni 2005

Vergelijkbare documenten
Uitwerking tentamen Stroming 15 juli 2005

Naam:... Studentnr:...

tentamen stromingsleer (wb1225), Faculteit 3mE, TU Delft, 28 juni 2011, u

tentamen stromingsleer (wb1225), Faculteit 3mE, TU Delft, 12 april 2011, u

Het drie-reservoirs probleem

( ) ( ) en vloeistof met dichtheid = 891 kg/m 3 stroomt door een ronde uis met een bocht met diameters

Phydrostatisch = gh (6)

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit der Civiele Techniek en Geowetenschappen

Tentamen Fysica in de Fysiologie (8N070) deel AB herkansing, blad 1/5

Opgave 1 Omdat het oppervlak onder Jokes schoenen kleiner is. De kracht per vierkante centimeter is onder Jokes schoenen dus groter.

Examen mechanica: oefeningen

Tentamen Fysica in de Fysiologie (8N070) deel AB herkansing, blad 1/5

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2007-II

MECHANICAII FLUIDO 55

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Biomedische Technologie, groep Cardiovasculaire Biomechanica

Examen VWO. wiskunde B1,2. tijdvak 2 woensdag 20 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

IJkingstoets Wiskunde-Informatica-Fysica 29 juni Nummer vragenreeks: 1

Opgave 3 - Uitwerking

Oefentoets Versie A. Vak: Wiskunde Onderwerp: Meetkunde Leerjaar: 1 (2017/2018) Periode: 3

De olie uit opgave 1 komt terecht in een tank met een inhoud van liter. Hoe lang duurt het voordat de tank volledig met olie is gevuld?

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

Les 1 Kwadraat afsplitsen en Verzamelingen

Fysica. Een voorwerp wordt op de hoofdas van een dunne bolle lens geplaatst op 30 cm van de lens. De brandpuntsafstand f van de lens is 10 cm.

wiskunde B havo 2015-II

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Biomedische Technologie, groep Cardiovasculaire Biomechanica

Paragraaf 8.1 : Eenheidscirkel

5.1 De numerieke rekenmethode

10.0 Voorkennis. cos( ) = -cos( ) = -½ 3. [cos is x-coördinaat] sin( ) = -sin( ) = -½ 3. [sin is y-coördinaat] Willem-Jan van der Zanden

Examen Januari OEF 1 Hydrostatica (4 pt, apart dubbelblad) Scharniert rond C, er heerst atmosfeerdruk.

Je mag Zorich deel I en II gebruiken, maar geen ander hulpmiddelen (zoals andere boeken, aantekeningen, rekenmachine etc.)!

Hoofdstuk 21 Oppervlakte 21.0 INTRO

Inleiding Astrofysica Tentamen 2009/2010: antwoorden

4900 snelheid = = 50 m/s Grootheden en eenheden. Havo 4 Hoofdstuk 1 Uitwerkingen

TENTAMEN SCHEIDINGSPROCESSEN

IJkingstoets Wiskunde-Informatica-Fysica juli 2019: algemene feedback

jaar: 1989 nummer: 25

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Functietheorie (2Y480) op 23 januari 2002,

IJkingstoets burgerlijk ingenieur juli 2015: algemene feedback

IJkingstoets burgerlijk ingenieur juli 2015: algemene feedback

Aventuri met Bernoulli De wet van Bernoulli toegepast

2 Kromming van een geparametriseerde kromme in het vlak. Veronderstel dat een kromme in het vlak gegeven is door een parametervoorstelling

Uitwerkingen Tentamen Optica

1e bachelor ingenieurswetenschappen Modeloplossing examen oefeningen analyse I, januari y = u sin(vt) dt. wordt voorgesteld door de matrix

DE XXXII INTERNATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE

Tentamen Warmte-overdracht

Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

1. Langere vraag over de theorie

S3 Oefeningen Krachtenleer Hoofdstuk II II-3. II-3 Grafisch: 1cm. II-3 Analytisch. Sinusregel: R F 1

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Biomedische Technologie, groep Cardiovasculaire Biomechanica

Eindexamen vwo wiskunde B pilot 2013-I

Tentamen Warmte-overdracht

wiskunde B vwo 2017-II

Uitwerkingen natuurkunde VWO-1999-I S))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))Q

Tentamen Warmte-overdracht

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Trillingen en geluid wiskundig

9.1 Oppervlakte-eenheden [1]

Eindexamen havo wiskunde B 2013-I

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 21 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Inhoud. Eenheden... 2 Omrekenen van eenheden I... 4 Omrekenen van eenheden II... 9 Omrekenen van eenheden III... 10

Examen HAVO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

De vergelijking van Antoine

Juli geel Fysica Vraag 1

De hoogte tijd grafiek is ook gegeven. d. Bepaal met deze grafiek de grootste snelheid van de vuurpijl.

IJkingstoets Wiskunde-Informatica-Fysica 1 juli 2015 Oplossingen

Paragraaf 7.1 : Eenheidscirkel en radiaal

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2018 theorietoets deel 1

Kaas. foto 1 figuur 1. geheel aantal cm 2.

Eindexamen wiskunde b 1-2 havo II

Aanvulling bij de cursus Calculus 1. Complexe getallen

8.1 Rekenen met complexe getallen [1]

Formule blad College Stromingsleer Wb1220

Examen VWO. wiskunde B1,2

Hoger Algemeen Voortgezet Onderwijs Tijdvak 1 Dinsdag 20 mei uur

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2014 theorietoets deel 1

koper hout water Als de bovenkant van het blokje hout zich net aan het wateroppervlak bevindt, is de massa van het blokje koper gelijk aan:

IJkingstoets burgerlijk ingenieur september 2013: algemene feedback

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 22 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Gassnelheid en volume metingen. Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste. werkwijze bij de meting voor gassnelheid en volume

VAK: natuurkunde KLAS: Havo 4 DATUM: 20 juni TIJD: uur TOETS: T1 STOF: Hfd 1 t/m 4. Opmerkingen voor surveillant XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Tentamen Warmte-overdracht

Examen HAVO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 24 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 18 mei uur

Module 5 Uitwerkingen van de opdrachten

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK

Naam:... examennummer:...

Aanvulling hoofdstuk 1 uitwerkingen

IJkingstoets Wiskunde-Informatica-Fysica september 2018: algemene feedback

wiskunde B pilot vwo 2017-II

Oefeningen in verband met tweedegraadsvergelijkingen

Glas persen door een mal

IJkingstoets Industrieel ingenieur

Eindexamen wiskunde B havo II

Formuleblad college Stromingsleer wb1225

Eindexamen havo wiskunde B pilot II

Samenvatting snelheden en

Examen HAVO. Wiskunde B (oude stijl)

Examen HAVO en VHBO. Wiskunde B

Examen VWO. wiskunde B1,2

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 21 juni uur

Transcriptie:

Uitwerking tentamen Stroming 4 juni 005 Opgave Hydrostatica : Manometer ρ A 890 kg/m3 g 9.8 m/s ρ B 590 kg/m3 ρ ZUIGER 700 kg/m3 D ZUIGER m a 30 m b 5 m pb 50000 Pa (overdruk) Vraag : Hoogte van de zuiger Stel druk in beide buizen van de manometer op et kwikniveau in de recter buis van de manometer aan elkaar gelijk: p I p II ρ zuiger g zuiger + ρ A g( a -x) + ρ M x p B + ρ B g( B +x) Hieruit is zuiger op te lossen Uitwijking manometer x 0.5 m ρ M ρ kwik 3600 kg/m3 Zuigeroogte zuiger 5.34779 m Vraag : kract van zuiger op vloeistof in vat A Kractdruk*oppervlak van de zuiger F p.opp ρ zuiger zuiger g.0, 5.πD zuiger F 6.8 N Opp 0.7855 m Vraag 3: uitwijking manometer igv water ipv kwik Uit formule in vraag nu x oplossen ( zuiger is nu bekend), ρ M is nu ρ water ρ M ρ water 000 kg/m3 Uitwijking x -7.75 m

Opgave Waterbuis op een wagen D cm 60 Water V 0 m/s D cm Lineaire veer 000 N/m Figuur 3 Het wagentje in Figuur 3 rijdt op wrijvingsloze wielen en is aan de muur verbonden door een lineaire veer met een veerconstante van 000 N/m. Het water stroomt door een cirkelvormige buis met een diameter van cm. Vraag Bereken de grootte en de ricting van de verticale kract die et stromende water op de wielen uitoefent. Massabeoud: Kractenbalans: dm dt ρv A t ρ d + CV CV A + ρva 0 A F F S + F B t ρv d A CV V V ρd + V CV V ρv d A FSy V y ρv A + V y ρv A V y V sin 0 0 y-ricting: V V FSy D V sin 60 7.N y sin 60 8.66 π ρ 4 A A πd 4 Kract op wielen is tegengesteld aan F sy (gravitatie wordt genegeerd): F wiel -7. N (omlaag) Vraag

Bereken de grootte en ricting van de veerverplaatsing ten gevolge van et stromende water. x-ricting: FSx V x ρv A + Vx ρv A Vx V cos0 0 V V FSx x cos60 5.0 A A πd 4 πd ρv ( cos0 4 + cos60 ) 5.7 Er werkt dus een kract van 5.7 N op de veer Fx 5.7 veerverplaasting: x 0. 06 k 000 m De veer wordt dus 6 mm ingedrukt. Vraag 3 Bereken de verplaatsing van de veer (grootte en ricting) als et laatste deel van de waterbuis zic geleidelijk verwijdt van een diameter van cm naar 6 cm (bij et uitstromingspunt: D 6 cm). x-ricting: F veer ρv A cos0 + ρv D 3D A 9A V V 9 Fveer πd ρv ( cos0 + cos60 4 9 A cos60 ) 9.7 N veerverplaasting: x F k x 9.7 000 0.03 m De veer wordt nu dus 3 cm ingedrukt. Vraag 4 Wat wordt de verplaatsing van de veer (grootte en ricting) als et karretje (inclusief wateraanvoer) in een vacuümruimte wordt geplaatst (ten opzicte de situatie met atmosferisce druk). Geef een duidelijke toelicting bij et antwoord. De resultante van de oppervlakte kracten ten gevolge van luctdruk is gelijk aan nul, omdat op alle vlakken een even grote druk werkt. Er verandert dus niks aan de verplaatsing van et karretje als de druk wordt verlaagd.

Opgave 3 Oppompen water uit een reservoir ) Minor losses: Boctverliezen (x), intreeverlies Major losses: wrijving van de wand over de geele lengte van de buis ) kiezen aan de waterspiegel, kiezen aan de pomp. Bernoulli met wrijving: p V p V ρ ρ + α + gz + α + gz L,min + L,major Zodat: p p atm V 0 m/ s z 0m z α 4m α p p + ρg atm ρg V + + gz + ρ L,min L,major Losses: Major over ele buis: Lmajor, LV f D Minor, aan instroomopening en ellebogen in buis: e Lminor, Kentrance + f D L V K 0.78 (rode boek, tabel 8. blz 343, Reentrant type) entrance Zodat: ρg V LV Le V gz f + Kentrance + f ρ D D L Le V z + f + Kentrance + f D D g

L Le V + f + Kentrance + f + z D D g L 4 + 4.50 8.50 m D 0.04 m Q 0.006 m3/s 3 Q 4Q 4*0.006 m / s V 4.77 m/ s A πd π*0.04m ( ) Commercieel staal: e 0.046 mm (rode boek, blz 338, tabel 8.) e/d 0.005 ν.4e 6 (bij temp van 5 graden celsius, rode boek, tabel A.8, blz 77) 4.77 / *0.04 Re VD m s m 6753 ν.4e 6 m / s Hiermee kan f worden afgelezen uit et Moody diagram: f 0.0 Invullen: ( 4.77 m/ s) 8.5m 0.7m + 0.0* + 0.78+ *0.0* + 4m.39m 0.04m 0.04m g.39m De drukoogte is lager dan -6m dus er wordt niet voldaan aan de eis. 3) De buisdiameter moet groter worden (D0.06m). Hierdoor wordt V kleiner én de verliezen (boct en wand) worden kleiner, zodat de drukoogte groter wordt.

Opgave 4 : Toevoerkanaal waterkractcentrale Een van beton vervaardigd kanaal vervoert water vanuit een stuwmeer naar een waterkractcentrale. Het kanaal eeft een doorsnede dat een deel is van een cirkel met straal R en diameter D, zie de figuur. De ruweid van et kanaal wordt met de Cézycoëfficiënt weergegeven, C 40 m / /s. Het verang van et kanaal is gelijk aan i 0.00 en et debiet wordt gegeven door Q 5 m 3 /s. De diepte in et midden van de rivier is. Gegeven: R m en θ < 80. D θ a) Geef een uitdrukking voor de ydraulisce straal R van et kanaal als functie van θ. b) Bereken de noodzakelijke afmetingen θ en van et kanaal om et gegeven debiet Q te kunnen afvoeren. Veronderstel dat er een uniforme stroming in et kanaal aanwezig is. c) Bepaal de stroomsneleid in et kanaal. Is de stroming subkritisc of superkritisc? d) Laat met een berekening zien dat door een kanaal met een vierkant dwarsprofiel (breedte B, diepte B) met dezelfde Manning ruweid n, etzelfde bodemverang i en etzelfde oppervlak A ( A B ) als et cirkelvormige kanaal, een kleiner debiet wordt afgevoerd.

Antwoord: a) De ydraulisce straal wordt berekend door et oppervlak te delen door de natte omtrek. A R P Volgens blz. - uit dictaat: D A ( θ sinθ) 8 P θ D D ( θ sinθ) sin Zodat 8 D D θ R ( θ sinθ) θd 4θ 4 θ b) Debiet wordt berekend met Q UA CA Ri. D D sinθ Invullen: Q C ( θ sinθ) i 8 4 θ Invullen getallen: 4 4 sinθ 5 40 ( θ sinθ) 0.00 8 4 θ sinθ sin.976 θ ( θ θ) sinθ.976 θ θ θ ( sin ) sinθ.976 3.906 θ θ θ θ θ θ sinθ ( θ sinθ) 3 θ ( sin ) ( sin ) 3.906θ ( θ sinθ) 3.906 Gegeven is dat θ < 80 en verder moet θ 0 : Trial & error: Waarden voor θ invullen van 0 tot maximaal 3.4 (80 ) levert op dat θ.65rad oftewel 5.8.

D θ x Waterdiepte : R x Met x Rcos( θ ) mcos(0.5*.65) 0.49m m 0.49m.5m c) U C D sinθ 4m sin.65 Ri C i 40 0.00.5 m/ s 4 θ 4.65 Fr U g gem U.5 m/ s Fr 0.30 Subkritisc, want kleiner dan. g 9.8 m/ s *.5m Eigenlijk moet voor de gemiddelde waarde worden genomen, maar als bijvoorbeeld.0 m wordt genomen, is de stroming nog steeds subkritisc (Fr0.37). d) Nieuw kanaal met gelijk oppervlak D 4 A ( θ sinθ) (.65 sin.65) 4.36m 8 8 B A 4.36.09m A B B.09m R 0.70m P 3B 3 3 Zelfde Manning als cirkel: /6 /6 D sinθ 4 sin.65 /6 R 4 θ 4.65 n 0.04 C C 40 Zodat nieuwe Cezy wordt:

/6 R /6 0.70 C 39. n 0.04 3 Q UA CA Ri 39.*4.36* 0.70*0.00 4.5 m / s. Dit is kleiner dan de 5 m 3 /s die in de cirkelvormige goot werd afgevoerd.