EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Én valgfri standard formelsamling

Like dokumenter
EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Ei valgfri standard formelsamling

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Kalkulator, én valgfri standard formelsamling. I h c A.

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Én valgfri standard formelsamling

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 12. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Ei valgfri standard formelsamling

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 20. desember TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Ei valgfri standard formelsamling

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai TILLATTE HJELPEMIDDEL: Kalkulator, ei valgfri standard formelsamling. I h c A.

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 26. august TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Ei valgfri standard formelsamling

EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 12. mai TILLATNE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Ei valgfri standard formelsamling

Løsningsforslag Øving 6

I. Stasjonær strøm i rør

Q = π 4 D2 V = π 4 (0.1)2 0.5 m 3 /s = m 3 /s = 3.93 l/s Pa

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

Løsningsforslag Øving 4

F. Impulser og krefter i fluidstrøm

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Øving 8

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. MNF-6002 Videreutdanning i naturfag for lærere, Naturfag trinn 2. Kalkulator Rom Stoff Tid: Fysikktabeller (utskrift)

(samme dreiemoment fra sider som støter opp til en kant). Formen må være en generalisering av definisjonsligningen

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til Øving 6 Høst 2016

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Onsdag 26.feb 2014 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Aud max.

EKSAMEN I FAG SIO 1043 STRØMNINGSLÆRE Lørdag 1. juni 2002 Tid: kl. 09:00 15:00

Løsningsforslag Øving 7

Auditorieøving 6, Fluidmekanikk

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TEP 4140 STRØMNINGSLÆRE 2 Dato??. august 2004 Tid: kl. 09:00 14:00

Eksamen i SIF5036 Matematisk modellering Onsdag 12. desember 2001 Kl

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Fredag 13.des 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Administrasjonsbygget: Aud.

EKSAMEN I FAG SIF 4002 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 Tid: Sensur: Uke 22

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

D. Energibetraktninger ved stasjonær strøm

Løsningsforslag Øving 2

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning 23 den 18/4 2017

EKSAMEN I EMNE TVM 4116 HYDROMEKANIKK

INTRODUKSJON HYDRODYNAMIKK

Løsningsforslag Øving 5

EKSAMEN 07HBINEA, 07HBINET, 07HBINDA, 07HBINDT

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Løsningsforslag til øving 9.

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Fasit for eksamen i MEK1100 torsdag 13. desember 2007 Hvert delspørsmål honoreres med poengsum fra 0 til 10 (10 for perfekt svar).

- trykk-krefter. µ. u u u x. u venstre side. Det siste forsvinner fordi vi nettopp har vist x. r, der A er en integrasjonskonstant.

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

UNIVERSITETET I OSLO

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

Foreta omskrivninger av den stedsderiverte av et produkt som forekommer i den vanlige formen:

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. 7 (6 sider med oppgaver + 1 side med formler)

Hjelpemidler: A - Alle trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt.

Eksamen i GEOF330 Dynamisk Oseanografi. Oppgave 1: Stående svingninger

EKSAMENSOPPGAVE. FYS-1001 Mekanikk. Fire A4-sider (to dobbeltsidige ark) med egne notater. Kalkulator ikke tillatt. Ruter.

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

a) Bruk en passende Gaussflate og bestem feltstyrken E i rommet mellom de 2 kuleskallene.

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

UNIVERSITETET I OSLO

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 4 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

Løsningsforslag. og B =

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Onsdag 20. desember 2006 kl

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I, vår 2009

Feltlikninger for fluider

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

Løsningsforslag Øving 1

Bachelor i idrettsvitenskap med spesialisering i idrettsbiologi 2014/2016. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IBI 240- Basal biomekanikk

HAVBØLGER. Her skal vi gjennomgå den enkleste teorien for bølger på vannoverflaten:

, tilsvarende terskeltrykket p d

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

EKSAMENSOPPGAVE. Fys-1002 Elektromagnetisme. Adm.bygget B154 Kalkulator med tomt dataminne, Rottmann: Matematisk formelsamling

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til øving 6

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl K. Rottmann: Matematisk formelsamling (eller tilsvarende).

Løysingsforslag (Skisse) Eksamen FY3452 Gravitasjon og Kosmologi Våren 2007

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 47. Oppgaver til seminaret 25/11

Løsningsforslag til Øving 3 Høst 2010

Øving 2: Krefter. Newtons lover. Dreiemoment.

EKSAMENSOPPGAVE. Fagnr: FO 443A Dato: Antall oppgaver:

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

ρ = = = m / s m / s Ok! 0.1

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

Løsningsforslag for eksamen 1/6-04 Oppgave 1. Oppgave 2. HØGSKOLEN I GJØVIK Avdeling for teknologi. Mekanikk Fagkode: L158M LF for eksamen 1/6-04

EKSAMENSOPPGAVE. Vil det bli gått oppklaringsrunde i eksamenslokalet? Svar: JA Hvis JA: ca. kl.10:00 og 12:00

Transkript:

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET EKSAMEN I: BIT260 Fluidmekanikk DATO: 15. mai 2007 TID FOR EKSAMEN: kl. 09-13 (4 timer) TILLATTE HJELPEMIDDEL: Bestemt, enkel kalkulator (kode C) Én valgfri standard formelsamling OPPGAVESETTET BESTÅR AV 5 OPPGAVER PÅ 5 SIDER, INKL. DENNE FORSIDEN OG ET KURVEBLAD MERKNADER: OPPGITT: Tabellverdier: g = 9.80665 m/s 2 ρ vann = 998.2 kg/m 3 ρ luft = 1.205 kg/m 3 ν vann = 1.003 10 6 m 2 /s ν luft = 1.50 10 5 m 2 /s (verdier ved 20 o C og 1 atm) Formeluttrykk: τ = µ du dy µ u y ΣF = Σ(ρQV ) ut Σ(ρQV ) inn Q = π 4 D2 V h f = f L D V 2 2g O sylinder = 2πrL Re = VD ν P = Γω ν = µ ρ = ( x, y, z ) u = φ u = u x + v y + w z ( u) x = w y v z ( u) y = u z w x ( u) z = x v u y ξ = u 1

Oppgave 1 Figuren viser opplagringen av en aksling med diameter d = 2r i et lager med indre diameter D = 2R og lengde L. Klaringen mellom aksling og lager antas å være den samme hele veien rundt, og er mye mindre enn akslingsdiameteren. Lageret er fylt av en smøreolje med viskositet µ. Akslingen roterer med vinkelfrekvensen ω = 2πf. Hastighetsdifferansen mellom overflatene på grunn av rotasjonen er rω. Oppgitte tallverdier: r = 4 cm R = 4.015 cm L = 11.81 cm f = 2 s 1 µ = 0.12 Ns/m 2 a) Vis at skjærspenningen ved akslingen blirτ µrω/(r r). (Vis regningen!) b) Forklar hvorfor det totale viskøse dreiemomentet blirγ = µ R r rω 2πr2 L. c) Regn ut P, energitapet pr. tidsenhet på grunn av viskositeten, med benevning W (watt). (Vis regningen!) Oppgave 2 Figuren viser en turbojetmotor sett fra flyet den er festet til. Den tar inn luft horisontalt ved standardatmosfæretrykk og 20 o C ved venstre tverrsnitt, hvor arealet er A 1, og hastigheten V 1 har størrelse lik flyets hastighet. Forholdet mellom massestrømratene for brensel og innstrømmende luft er R. Eksosen går ut av høyre tverrsnitt med hastighet V 2, fremdeles med standardatmosfæretrykk antatt. F x er den horisontale kraften fra flyet på grunn av fastspenningen av motoren, som balanserer motorens skyvkraft. Oppgitte tallverdier: A 1 = 0.0407 m 2 V 1 = 280 m/s V 2 = 550.15 m/s R = 1 : 26 a) Regn ut vektstrømraten(ρgq) brensel for flybensinen. b) Regn ut eksosens massestrømrate(ρq) ut. c) Regn ut størrelsen av F x. 2

Oppgave 3 En seksjon av en modell med høyde H m av et damoverløp er plassert i en renne i et laboratorium, der vannhøyden over demningen er h m, og modellseksjonens bredde er b m. Modellforholdet er λ = H m /H p, men modellseksjonens bredde b m har ikke samme forhold til prototypens bredde b p. Volumstrømraten over demningen i modellen er Q m, og pr. breddeenhet q = Q/b. Tallverdier til bruk i punkt c): b m = 32 cm Q m = 25.6 l/s λ = 1/16 b p = 390.65 m Π-teoremet gir en funksjonssammenhengφ(π 1,Π 2 ) = 0 mellom 2 dimensjonsløse grupper Π 1 = gh3 q 2, Π 2 = h H a) Vis (ta med regningen!) at volumstrømraten pr. breddeenhet, både for modellen og prototypen, er dermed gitt ved (der Φ 1 er en funksjon som må bestemmes ved eksperimenter) q = gh 3/2 Φ 1 ( h H ) b) Ved dynamisk similaritet er Π 1,p = Π 1,m og Π 2,p = Π 2,m. 1 Vis at det medfører (ta med regningen!) at q p q m = λ 3/2 c) Regn ut q p ogq p for prototypen. Oppgave 4 Et støpejernsrør med lengde L, diameter D og ruhet ǫ skal føre vann med kinematisk viskositet ν vann ved 20 o C, med volumstrømrate Q. Headtapet h f på grunn av friksjon er kjent. I denne oppgaven skal man finne nødvendig rørdiameter D når alle de andre størrelsene er kjent, dvs. et type-3 problem med iterasjon. Oppgitt: L = 60.93 m ǫ st.jern = 0.25 mm Q = 196.9 l/s h f = 4.0 m (forts. neste side) 1 Dette gir like Froudetall, liksom i tilsvarende løsning i oppgavesamlingen, men det trenger du ikke tenke på i denne oppgaven! 3

a) Finn talluttrykkene for ǫ/d, V og Re uttrykt ved D, når SI-tallverdier er innsatt for de andre størrelsene. b) Finn talluttrykket for D = D(f) når SI-tallverdier er innsatt, på formen D = konstant f 1/5. c) Finn verdien av f ved å iterere D = D(f) og Re = Re(D) sammen med Moodydiagrammet, inntil f ikke forandrer seg. Vis regningen! (Velg f. eks. f start = 0.02, midt i Moody-diagrammet.) d) Hvilken minste rørdiameterd fant du? Oppgave 5 En inkompressibel væske strømmer med et hastighetspotensial gitt i kartesiske koordinater som φ = 1 2 a(x2 +y 2 2z 2 ) (a > 0) a) Finn hastighetskomponenteneu, v og w. b) Oppfyller hastighetene kontinuitetslikningen? (Begrunn svaret ved regning!) c) Er strømmen virvlingsfri? (Begrunn svaret ved regning!) Hvordan kunne du ha forutsett resultatet? På grunn av at v/u = y/x og u 2 +v 2 x 2 +y 2 er det rotasjonssymmetri omkring z- aksen, og i det følgende er det derfor tilstrekkelig å betrakte strømmen i xz-planet: d) Strømlinjene i xz-planet oppfyller likningen dx/u = dz/w. Integrer likningen og finn et uttrykk for strømlinjekurvene i xz-planet, uttrykt ved en generell integrasjonskonstant. e) Tegn en skisse av strømlinjene i xz-planet forz > 0, med pilretninger påsatt. Hva kan det fulle 3D strømfeltet for eksempel representere? 4

God sommer 5