MINTA VIZSGAKÉRDÉSEK ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTANBÓL (Környezettechnika és Környezettechnika-menedzsment modulok hallgatói számára)
Ismertesse és igazolja az áramfüggvény öt tulajdonságát!
Vezesse le a alakú örvénytranszport egyenletet és ismertesse érvényességének feltételeit!
Ideális közeg síkáramlására különbözõ peremfeltételekre a sebességprofil meghatározása.
Ismertesse a lamináris határréteg-egyenlet leszármaztatásának Prandtl-féle gondolatmenetét!
A határréteg-egyenlet alkalmazásával határozza meg síklap lamináris határréteg vastagságát, melyhez tételezze fel, hogy a sebességprofil a következõ összefüggéssel adható meg:
A lamináris határréteg-egyenlet alkalmazásával számítsa vx és vy értékét az ábrán megadott A pontban, ha és a kinematikai viszkozitás 15*10-6 m2/s.
A határréteg egyenlet numerikus megoldásával a sebességprofil meghatározása különféle esetekre.
A lamináris határréteg egyenlet megoldásával a következõ eredményeket kaptuk: továbbá A határréteg egyenlet megoldásával határozza meg a sebességkomponenseket (ahol i=2), ha *x=0.02 m és *y=0.001 m. A zavartalan áramlási sebesség 5 m/s, a fali sebesség zérus, a kinematikai viszkozitás 15*10-6 m2/s.
Ismertesse a Kármán-féle integrál módszert és alkalmazásával határozza meg a lamináris határréteg vastagságát, melyhez tételezze fel, hogy a sebességprofil a következõ összefüggéssel adható meg: A számításhoz használja fel a kísérleti adatokból kapott összefüggést, mely szerint a fali csúsztatófeszültség az alábbi összefüggéssel adható meg: Az eredményt hasonlítsa össze a Blasius-féle megoldással!
Kõolaj áramlik egy 1 m széles és 2 m hosszú síklap felett, 2 m/s zavartalan fõtömeg áramlási sebességgel. A kõolaj kinematikai viszkozitása 10-5 m2/s és sûrûsége 850 kg/m3. Határozza meg és ábrázolja a határréteg vastagság, a nyírófeszültség és a súrlódási tényezõ eloszlását a lap mentén! Adja meg az ellenállás-tényezõt is!
Olaj áramlik egy vékony síklap felett, 5 m/s zavartalan fõtömeg áramlási sebességgel. Az olaj kinematikai viszkozitása 10-5 m2/s. Határozza meg az áramlási sebességet a belépõéltõl 2 m, a síklap felszínétõl 15 mm távolságban!
Egy 1.5 m hosszú és 1.5 m széles síklapot 20 cm/s sebességgel és 20 *C hõmérsékletû vízben vontatunk. Határozza meg a vontatáshoz szükséges erõt és a a lap hátsó élén a határréteg vastagságát! A víz kinematikai viszkozitása 10-6 m2/s
Folyadékba merített 1 m hosszú és 1 m széles vékony lemez körül 2 m/s sebességgel víz áramlik. Határozza meg a határréteg vastagságát és a nyírófeszültséget Rex=500000 esetre -(feltételezve, hogy az áramlás még lamináris)! A belépõ éltõl mekkora távolságra található ez az állapot? A víz kinematikai viszkozitása 1.3*10-6 m2/s.
Egy sík hûtõborda mentén 0.8 m/s zavartalan fõtömeg áramlási sebességgel víz áramlik, melynek kinematikai viszkozitása 10-6 m2/s. Mekkora hosszúság után lesz a határréteg vastagsága 1.8 mm? Mekkora ott a csúsztatófeszültség y=0.5 mm távolságban?
Egy 20 cm széles és 180 cm hosszú vízisít 10 m/s sebességgel vontatnak. Határozza meg az ellenállás tényezõt és a vontatáshoz szükséges erõt! A kinematikai viszkozitása 10-6 m2/s.
Határozza meg a súrlódási tényezõk és az ellenállási tényezõk arányát két síklap vontatására, ha méreteik: hosszúságuk 20 m ill. 10 m (ez az áramlás irányú méret), szélességük 5 m.
Ismertesse a turbulens határréteg számításával kapcsolatos megfontolásokat, közelítéseket.
Vezesse le a logaritmikus faltörvényt! A levezetés minden lépését írja le és indokolja!
Igazolja, hogy a viszkózus fali rétegben .
Ismertesse a Prandtl-féle keveredési úthossz modellt!
Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 1 2 3 4 vx [m/s] 0 12.2 15.1 16.3 17.2 A határréteg vastagsága *=10 mm. Határozza meg a turbulens kinematikai viszkozitást a faltól mért y=2 mm távolságban!
Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 0.5 1 1.5 2 vx [m/s] 0 10.0 12.7 14.5 15.7 A határréteg vastagsága 15 mm, a zavartalan áramlás sebessége 20 m/s, az áramló levegõ sûrûsége 1.2 kg/m3. Határozza meg az ellenállás-tényezõt!
Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 1 2 3 4 vx [m/s] 0 13.88 15.46 16.44 17.18 Az áramló levegõ sûrûsége 1.2 kg/m3 és kinematikai viszkozitása *=14*10-6 m2/s. Határozza meg a fali csúsztatófeszültséget!
Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 1 2 3 4 vx [m/s] 13.86 15.4 16.31 16.95 Mekkora a sebesség a viszkózus fali réteg szélén? Az áramló közeg sûrûsége 1.2 kg/m3, kinematikai viszkozitása 15*10-6 m2/s.
Határozza meg a síklap menti turbulens határréteg sebességprofilját és a viszkózus fali réteg vastagságát és ennek szélén a sebességet, ha az áramló közeg sûrûsége 1.2 kg/m3, kinematikai viszkozitása 15*10-6 m2/s, a fali csúsztatófeszültség 1 N/m2, a zavartalan áramlás sebessége 25 m/s.
Egy síklap menti turbulens határréteg sebességprofilját a ahova a faltól mért távolságot m-ben kell helyettesíteni, a sebességet m/s-ben kapjuk. Mekkora a turbulens viszkozitás értéke a faltól mért y=5 mm távolságban, ha a határréteg vastagsága 10 mm?
V(x)=állandó=23 m/s és *=15*10-6 m2/s esetén mekkora x hossz után lesz a határréteg vastagsága 20 mm?
Ismertesse a többkomponensû rendszerek jellemzésére használt mennyiségeket és az áramsûrûségek megadását!
Ismertesse a diffúzió Fick-féle törvényének leszármaztatási gondolatmenetét!
Ismertesse és értelmezze a komponens mérlegegyenletét és a belsõ energia mérlegegyenletét! Magyarázza meg a különbözõ extenzív mennyiségek transzportja közötti hasonlóságot!
Ismertesse a komponens mérlegegyenletét és adja meg a peremfeltételeket anyagátbocsátó ill. anyag átnemeresztõ peremre!
Lamináris ill. turbulens határréteg feltételezésével igazolja az anyagátadás és a hõátadás közötti analógiát az átadási tényezõk kapcsolatának bemutatásával! Mutassa be a dimenziótlan hõmérséklet- ill. koncentráció profil leírását is!
Ismertesse a transzportfolyamatok közötti analógiát!
Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását a Stokes-törvény alkalmazásával!
Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását a Newton-törvény alkalmazásával!
Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását arra az esetre, amikor a közegellenállási tényezõ nem adható meg a Reynolds-szám explicit függvényeként!
Ismertesse a töltelékes halmazra az egyenértékû átmérõ fogalmát, s határozza meg számértékét, ha - a töltelék 5 mm átmérõjû gömbszemcse, a halmaz porozitása 0.3; - a töltelék 5 mm élhosszúságú kocka, a halmaz porozitása 0.35.
Ismertesse a töltelékes halmaz nyomásesésének meghatározására alkalmazott gondolatmenetet lamináris áramlásra!
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN 1997. január 6.
1. Vezesse le a alakú örvénytranszport egyenletet és ismertesse érvényességének feltételeit! (pontszám: 15)
2. Ismertesse a Kármán-féle integrál módszert és alkalmazásával határozza meg a lamináris határréteg vastagságát, melyhez tételezze fel, hogy a sebességprofil a következõ összefüggéssel adható meg: A számításhoz használja fel a kísérleti adatokból kapott összefüggést, mely szerint a fali csúsztatófeszültség az alábbi összefüggéssel adható meg: Az eredményt hasonlítsa össze a Blasius-féle megoldással! (pontszám: 25)
3. Igazolja, hogy a viszkózus fali rétegben . (pontszám: 10) 4. Ismertesse a többkomponensû rendszerek jellemzésére használt mennyiségeket és az áramsûrûségek megadását! (pontszám: 15)
5. Ismertesse a töltelékes halmazra az egyenértékû átmérõ fogalmát, s határozza meg számértékét, ha - a töltelék 5 mm átmérõjû gömbszemcse, a halmaz porozitása 0.3; - a töltelék 5 mm élhosszúságú kocka, a halmaz porozitása 0.35. (pontszám: 15)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. január 13.)
1. Ismertesse és igazolja az áramfüggvény öt tulajdonságát! (pontszám: 10)
2. Kõolaj áramlik egy 1 m széles és 2 m hosszú síklap felett, 2 m/s zavartalan fõtömeg áramlási sebességgel. A kõolaj kinematikai viszkozitása 10-5 m2/s és sûrûsége 850 kg/m3. Határozza meg és ábrázolja a határréteg vastagság, a nyírófeszültség és a súrlódási tényezõ eloszlását a lap mentén! Adja meg az ellenállás-tényezõt is! (pontszám: 15)
3. Vezesse le a logaritmikus faltörvényt! A levezetés minden lépését írja le és indokolja! (pontszám: 15)
4. Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 1 2 3 4 vx [m/s] 0 13.88 15.46 16.44 17.18 Az áramló levegõ sûrûsége 1.2 kg/m3 és kinematikai viszkozitása *=15*10-6 m2/s. Határozza meg a fali csúsztatófeszültséget! (pontszám: 15)
5. Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását arra az esetre, amikor a közegellenállási tényezõ nem adható meg a Reynolds-szám explicit függvényeként! (pontszám: 25)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. január 20.)
1. Vezesse le az örvénytranszport egyenletet
összefüggését. A levezetés minden egyes lépését írja le és indokolja! (pontszám:20)
2. Ismertesse a lamináris határréteg-egyenlet leszármaztatásának Prandtl-féle gondolatmenetét! (pontszám:15)
3. Egy 20 cm széles és 180 cm hosszú vizisít 10 m/s sebességgel vontatnak. Határozza meg az ellenállástényezõt és a vontatáshoz szükséges erõt! A kinematikai viszkozitása 10-6 m2/s. (pontszám:10)
4. Lamináris ill. turbulens határréteg feltételezésével igazolja az anyagátadás és a hõátadás közötti analógiát az átadási tényezõk kapcsolatának bemutatásával! Mutassa be a dimenziótlan hõmérséklet- ill. koncentráció profil leírását is! (pontszám:20)
5. Ismertesse a töltelékes halmaz nyomásesésének meghatározására alkalmazott gondolatmenetet lamináris áramlásra! (pontszám:15)
Az ellenállástényezõt a következõ összefüggésekbõl határozhatja meg a 3. feladathoz: lamináris áramlásra: turbulens áramlásra:
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. január 27.)
1. Sík lapra a fallal párhuzamos homogén áramlás érkezik. Határozza meg a fal belépõ élétõl "Dx" távolságra és a faltól "Dy" távolságra lévõ "A" pontban a vxA=? és vyA=? sebességkomponenseket a határréteg egyenlet numerikus megoldásával! A kinematikai viszkozitás 15*10-6 m2/s (pontszám:20)
2. Egy sík hûtõborda mentén 0.8 m/s zavartalan fõtömeg áramlási sebességgel víz áramlik, melynek kinematikai viszkozitása 10-6 m2/s. Mekkora hosszúság után lesz a határréteg vastagsága 1.8 mm? Mekkora ott a csúsztatófeszültség y=0.5 mm távolságban? (pontszám:10)
3. Ismertesse a diffúzió Fick-féle törvényének leszármaztatási gondolatmenetét! (pontszám:15)
4. Ismertesse a transzportfolyamatok közötti analógiát! (pontszám:15)
5. Ismertesse és értelmezze a komponens mérlegegyenletét és a belsõ energia mérlegegyenletét! Magyarázza meg a különbözõ extenzív mennyiségek transzportja közötti hasonlóságot! (pontszám:20)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. január 30.)
1. Vezesse le az közelítõ számítására alkalmas képletet, ha összefüggés a mozgásegyenlet !Bizonyítsa, hogy ! (pontszám:20)
2. Vezesse le a logaritmikus faltörvényt! A levezetés minden lépését írja le és indokolja! (pontszám:15)
3. Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 0.5 1 1.5 2 vx [m/s] 0 10.0 12.7 14.5 15.7 A határréteg vastagsága 15 mm, a zavartalan áramlás sebessége 20 m/s, az áramló levegõ sûrûsége 1.2 kg/m3 és kinematikai viszkozitása *=15*10-6 m2/s. Határozza meg az ellenállás-tényezõt! (pontszám:15)
4. Mutassa be a dimenziótlan sebesség-, hõmérséklet és koncentráció profil meghatározását, s ezen keresztül a transzportfolyamatok közötti hasonlóságot! (pontszám:15)
5. Ismertesse a töltelékes halmaz nyomásesésének meghatározására alkalmazott gondolatmenetet lamináris áramlásra! (pontszám:15)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. február 03.)
1. Ismertesse és igazolja az áramfüggvény öt tulajdonságát! (pontszám:10)
2. Ismertesse a Kármán-féle integrál módszert és alkalmazásával lineáris sebességprofil feltételezésével határozza meg a lamináris határréteg vastagságát, a súrlódási és az ellenállási tényezõt! (pontszám:25)
3. Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 1 2 3 4 vx [m/s] 0 12.2 15.1 16.3 17.2 A határréteg vastagsága *=10 mm. Határozza meg a turbulens kinematikai viszkozitást a faltól mért y=2 mm távolságban! (pontszám:15)
4. Ismertesse a diffúzió Fick-féle törvényének leszármaztatási gondolatmenetét! (pontszám:15)
5. Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását a Newton-törvény alkalmazásával! (pontszám:15)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. február 10.)
1. Igazolja, hogy síkáramlásban, *=0 esetén az áramvonalak mentén a rot v értéke állandó! (pontszám:10)
2. A lamináris határréteg egyenlet megoldásával a következõ eredményeket kaptuk: továbbá A határréteg egyenlet megoldásával határozza meg a sebességkomponenseket (ahol i=2), ha *x=0.02 m és *y=0.001 m. A zavartalan áramlási sebesség , a fali sebesség zérus, a kinematikai viszkozitás 15*10-6 m2/s. (pontszám:25)
3. Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 1 2 3 4 vx [m/s] 13.86 15.4 16.31 16.95 Mekkora a sebesség a viszkózus fali réteg szélén? A közeg kinematikai viszkozitása 15*10-6 m2/s, sûrûsége 1.2 kg/m3. (pontszám:15)
4. Ismertesse a többkomponensû rendszerek jellemzésére használt mennyiségeket és az áramsûrûségek megadását! (pontszám:15)
5. Ismertesse a töltelékes halmaz nyomásesésének meghatározására alkalmazott gondolatmenetet lamináris áramlásra! (pontszám:15)
ALKALMAZOTT ÁRAMLÁSTAN (1997. február 13.)
1. Vezesse le az örvénytranszport egyenletet. A levezetés lépéseit indokolja! (pontszám:15)
2. A határréteg-egyenlet alkalmazásával határozza meg síklap lamináris határréteg vastagságát, melyhez tételezze fel, hogy a sebességprofil a következõ összefüggéssel adható meg: (pontszám:20) 3. Részlet egy turbulens határréteg sebességprofiljából: y [mm] 0 1 2 3 4 vx [m/s] 0 13.88 15.46 16.44 17.18 Az áramló levegõ sûrûsége 1.2 kg/m3 és kinematikai viszkozitása *=14*10-6 m2/s. Határozza meg a fali csúsztatófeszültséget! (pontszám:15)
4. Ismertesse a diffúzió Fick-féle törvényének leszármaztatási gondolatmenetét! (pontszám:15)
5. Ismertesse az ülepedési sebesség meghatározását a Stokes-törvény alkalmazásával! (pontszám:15)