KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIB 5025 HYDROMEKANIKK

Like dokumenter
EKSAMEN I EMNE TVM 4116 HYDROMEKANIKK

Hjelpemidler: A - Alle trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt.

EKSAMEN I EMNE TVM 4116 HYDROMEKANIKK

EKSAMEN I EMNE SIB 5025 HYDROMEKANIKK

EKSAMEN I EMNE TVM 4115 HYDROMEKANIKK

INTRODUKSJON HYDRODYNAMIKK

Trykkrørsystemer. Hydraulisk dimensjonering. Formeloversikt. Mai 2007 Teknisk håndbok, side 16. Pipelife Norge AS. q v = v 1 A 1 = v 2 A 2

Løsningsforslag Øving 10

Vannlinjeberegning Skorrabekken ved 200 års flom

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

Eksamen i emnet SIB 5025 Hydromekanikk 25 nov b) Bestem størrelsen, retningen og angrepspunktet til resultantkrafta,.

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

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

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

Saksnummer: 3/2010 Hjelpemiddelkoder implementering av regelverk eller regelverksendring?

NOTAT. Vurdering av eksisterende avløpsanlegg i Tøndelvikan. 1. Beregning av kapasitet på ledningsnettet

UNIVERSITETET I OSLO

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

UNIVERSITETET I OSLO

Emnenavn: Teknisk planlegging. Eksamenstid: kl Faglærer: Yonas Zewdu Ayele, PhD. Oppgaven er kontrollert: Ja.

F. Impulser og krefter i fluidstrøm

EKSAMEN Løsningsforslag

MIDTSEMESTERPRØVE I FAG TMA4140 DISKRET MATEMATIKK Mandag 20. oktober 2003 Tid : INSTRUKSJONER:

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Løsningsforslag Øving 8

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til Øving 9 Høst 2014 (Nummerne refererer til White s 6. utgave)

ALGORITMER OG DATASTRUKTURER

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

UNIVERSITETET I OSLO

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Notasjon i rettingen:

EKSAMEN I EMNE SIE4015 BØLGEFORPLANTNING EKSAMEN I FAG BØLGEFORPLANTNING LØRDAG/LAURDAG 19. MAI 2001 TID: KL

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

FAG SIB 5025 HYDROMEKANIKK. Laboratorieøving nr.1 Oppgavetekst

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

UNIVERSITETET I BERGEN

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN V06, MA0301

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

LØSNINGSFORSLAG KRETSDEL

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK Fredag 6. aug 2004 Tid. Kl

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I GRUNNKURS I ANALYSE I (MA1101/MA6101)

Gjennom denne oppgaven skal elevene lære å bruke ulike måleredskaper for å beregne volum og tetthet til kuler og vurdere om svarene virker rimelig.

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2012

Fagnr:LO 580M. Fag: Mekanikk. Per Kr. Paulsen. Gruppe(r):IBA, IBB, lma, IMB,IMF Dato: 25/5 Eksamenstid, inkl. forside. Tillatte hjelpemidler

EKSAMEN I MATEMATIKK 3 (TMA4110)

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

Kurs TEP4195 TURBOMASKINER

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

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

UNIVERSITETET I OSLO

Institutt for matematiske fag EKSAMEN i MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Oppgave 1

Fasit - det står en sort prikk bak riktig svar. (NB! Rekkefølgen på oppgavesettene varierte).

EKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK TORSDAG 9. JUNI 2011 KL

EKSAMEN I EMNE TDT4195/SIF8043 BILDETEKNIKK ONSDAG 19. MAI 2004 KL

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK(TMA4215) Lørdag 20. desember 2003 Tid: 09:00 14:00, Sensur:

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

Aksler. 10/30/2014 Øivind Husø 1

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

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

EKSAMEN I FAG TMA4260 INDUSTRIELL STATISTIKK

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Rørstyringer og krav til fastpunkter i rørledninger med kompensatorer

VA-dagane på Vestlandet 2014

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

MA3002 Generell topologi

Løsningsforslag til midtsemesterprøve i fag MA1101 Grunnkurs i analyse 1 Bokmål Fredag 10. oktober 2008 Kl

MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

Det skal ikke tas hensyn til eventuelle skjærspenninger i oppgavene i øving 5

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK ONSDAG 13. AUGUST 2008 KL

EKSAMEN I FAG TMA4275 LEVETIDSANALYSE

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

Løsningsforslag. Oppgavesettet består av 9 oppgaver med i alt 20 deloppgaver. Ved sensur vil alle deloppgaver telle omtrent like mye.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN TKT 4122 MEKANIKK 2 Onsdag 4. desember 2013 Tid: kl

Eksamen i EVU-kurs TRAFIKKTEKNIKK. Oslo Tirsdag 13. november 2007

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

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

NOTAT VEDLEGG 9 INNTAKSLEDNING VESTFJELLDAMMEN INNHOLD

MA2401 Geometri Vår 2018

Transkript:

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET, INSTITUTT FOR VASSBYGGING Side 1 av 5 Faglige kontakter under eksamen: Prof. Geir Moe, Tel. 7359 4627 Prof. Nils R. Olsen, Tel. 7359 4773 KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIB 5025 HYDROMEKANIKK Torsdag 14 august 2003 Tid: kl. 09.00-14.00 Hjelpemidler: A - Alle trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Alle kalkulatorer tillatt, så lenge følgende kriterier er oppfylt: - Skal ikke ha kommunikasjon med andre dataenheter - Tillates ikke tilkoblet strømnettet - Skal ikke støye - Skal ikke ha annet utlesningsutstyr enn display - Skal kun utgjøre en - 1 - gjenstand - Skal kun ha lommeformat Det er fire oppgaver, og hver oppgave teller 25 % av karakteren.

Oppgave 1 Tre rør er sammensatt som vist i skissen under. Kraften, F, i horisontal retning virker i opplagringspunktet D, og det er ingen krefter som virker på rørene i horisontalretning i A, B eller C. Diameteren på rørene i A og C er 0.2 m, mens diameteren på røret i B er 0.15 m. Rørdiameteren er den samme over hele lengden av rørene.vanntrykkene er: P A = 20 kpa, P B = 30 kpa og P C = 35 kpa. A 30 0 B C D F a) Hvis vannhastigheten i A er 3.5 m/s, og vannhastigheten i B er 2.7 m/s, og de følger retningene vist på skissen, hva er hastigheten i C? b) Hva er kraften F? c) Trykkene og vannhastighetene forandres. Trykkene blir: P A = 15 kpa, P B = 35 kpa og P C = 40 kpa. Hvis kraften F er 3000 N, og vannhastigheten i B er 3 m/s, med retning som vist på skissen, hva blir vannhastighetene i A og C?

Oppgave 2 To vanntanker er forbundet med to rør, som vist i figuren under. Begge rørene har initiellt diameter 0.2 m, og er glatte. Det nederste røret ligger 2 meter over havet ved innløpet i den venstre tanken, og 4 meter over havet i innløpet i den høyre tanken. Begge rørene har lengde på 30 meter. Husk: Hvis du lurer på noe om hvordan geometrien på figuren ser ut, så spør faglærer når han kommer rundt på eksamen. a) Når vannstanden er på 10 meter over havet i den venstre tanken og vi ønsker at 0.2 m 3 /s skal transporteres mellom tankene, hva blir vannstanden i den høyre tanken? b) Hvis vi har situasjonen i oppgave a), hva blir trykket i det nederste røret, midt i mellom tankene? c) Vi erstatter det nederste røret med et rør med ruhet 0.2 mm. Vannstanden i den høyre tanken ligger nå på 8 meter over havet, mens vannstanden i den venstre tanken ligger som før på 10 meter over havet. Hva er nødvendig diameter på det nederste røret for å få samme vannføring?

Løsning: Oppgave 1 a) Kontinuitetsligningen gir: QA = 3.5*3.14*(0.2/2)^2 = 0.11 m3/s QB = 2.7*3.14*(0.15/2)^2=0.0477 m3/s Vannføringen i C er da: QC = QA - QB = 0.0622 n3/s Vannhastigheten i C: UC = QC/A = 0.0622/(3.14*(0.2/2)^2)=2m/s b) Impulskrefter : F = ρqu FA = 1000 kg/m3 * 0.11 m3/s * 3.5 m/s * cos(30) = 333 N FB = 1000 * 0.0477 * 2.7 = 129 N FC = 1000 * 0.0622 * 2 = 124 N F = FA + FB + FC = 333+129+124 = 586 N Trykkefter: F = PA = 20 000 * 3.14 * (0.2/2)^2 cos(30) + 30 000 * 3.14 * (0.15/2)^2 + 35 000 * 3.14 * (0.2/2)^2 = 2261 N Impulskrefter og trykkrefter tilsammen: 586+2261 = 2847 N c) Vannføringen i rør B er: QB = 2*3.14*(0.15/2)^2=0.0353 m3/s Impulsen fra rør B: FB = 1000*0.0353*2=70.6 N Trykkrefter: Trykkefter: F = PA = 15 000 * 3.14 * (0.2/2)^2 cos(30) + 35 000 * 3.14 * (0.15/2)^2 + 40 000 * 3.14 * (0.2/2)^2 = 2282 N To ukjente: UA og UC. To ligninger: Impulssatsen og kontinuitetsligningen: 1000 *3.14 * (0.2/2)^2 UA^2 *sin(60) + 1000*3.14 (0.2/2)^2 UC^2 = 3000-2282-70.6 3.14*(0.2/2)^2 UA - 3.14*(0.2/2)^2 UC = 0.0353 Løser kontinuitetsligningen mhp. UA: UA = UC - 1.124 Setter dette inn i impulsligningen: 27.19 (UC - 1.124)^2 + 31.4 UC^2 = 647.4 Dette blir en annengradsligning, med to løsninger: UC = 3.8 m/s. UA blir 2.7 m/s. eller UC = -2.9 m/s. UA blir -4.0 m/s.

Oppgave 2 a) Finner først vannhastigheten i rørene: U=Q/A = 0.2/[3.14*(0.2/2)^2*2] =3.18 m/s Finner så Re: Re = U*d/ν = 3.18*0.2/1.0e-6 = 0.63*10^6 Finner friksjonsfaktor fra Moody s diagram: f = 0.0125 Friksjonstapet er da: hf = fl/du^2/2g = 0.0125*30/0.2*3.18^2/(2*9.81) = 0.97 m Singulærtap: Innløpstap + utløpstap = (0.5+1.0) * 3.18^2/(2*9.81) = 0.77 m Totalt tap: 0.97+0.77 = 1.74 m Vannivået i høyre tank ligger da 1.74 meter under vannivået i venstre tank, eller 10-1.74 = 8.26 meter over havet. b) Trykklinjens nivå blir lik vannspeilets beliggenhet i venstre tank, minus halve friksjonstapet minus innløpstapet minus hastighetshøyden. z = 10 - hf / 2-0.5 U^2/2g - U^2/2g = 10-0.97/2-0.77 = 8.74 m Nivået på røret midt mellom tankene er (4+2)/2=3 meter. Trykket blir da: rho g (8.74-3) = 56 kpa. c) Må først regne ut vannføringen i det øverste røret. Vet at falltapet her er 2 meter. (1.0+0.5) *U^2/2g + fl/du^2/2g = 2m. U = sqrt(2/(1.5/2g + f30/(0.2*2g))) = sqrt(2/(0.0764+f*7.64)) Friksjonsfaktoren f er ukjent, i tillegg til U. Antar en f, og finner så U. Sjekker med Moody s diagram om f er riktig. Hvis den ikke er det, gjetter vi på en ny f, og gjør beregningen om igjen til f blir riktig. f = 0.01 -> U = 3.6 m/s -> Re = 0.72*10e6 -> f = 0.0125 f = 0.0125 -> U = 3.4 m/s -> Re = 0.68 *10e6 -> f = f = 0.0125 ok Hastigheten i det øverste røret er 3.4 m/s. Når vi har hastigheten i det øverste røret, finner vi vannføringen i det nederste røret fra kontinuitetsligningen: Q = 0.2 m3/s - 3.4 m/s * 3.14 *(0.2m/2)^2 = 0.093 m3/s. Gitt falltapet på 2 meter, vannføring og ruhet, er de ukjente vannhastigheten og diameteren på røret. De to ligningene er kontinuitetsligningen og energiligningen.

(1.0+0.5) *U^2/2g + 30f/D U^2/2g = 2m. Ligning 1 Q = U*(D/2)^2 * 3.14 = 0.093 m3/s Ligning 2 Prøve og feile metode: Gjetter på en diameter, og regner så ut vannhastighet, og falltap. Prøver først samme diameter som det tidligere røret: D = 0.2 m Ligning 2 -> U = 2.96 m/s Re = 2.96*0.2/10e-6 = 0.6 *10e6 Relativ ruhet: 0.2/200 = 0.001 Moody: f = 0.02 Venstre side ligning 1: 0.67 + 67 *0.02 = 2.0 m. Dette stemmer med ligning 1. -> diameteren på røret blir 0.2 m.