HTF1_E2021WA 2021 חורף מועד א'

שאלה 1

לא בטוח שזה בחומר. אולי זה כן. לא יודע.

שאלה 2

מה זה כאן תרמו?

נתונים:

נתון כי ניתן להעריך את תכונות מי הקירור לפי מים ברוויה בטמפרטורה של :

סעיף א’

נחשב את ריינולדס לזרימת מי הקירור:

נסיק שמדובר בזרימה טורבולנטית. מאחר וגם נסיק גם שהזרימה מפותחת. לכן נשתמש במשוואה , כאשר נשים לב שמי הקירור מתחממים:

מקדם המעבר חום הכללי הוא:

נציב ערכים ונקבל:

סעיף ב’

לפי שיטת LMTD, מאחר ומדובר בזרימה נגדית:

מנגד, לפי משוואה :

משוואות ו- הן שתי משוואות בשני נעלמים ו-. נחלק אחת בשנייה:

נשים לב ש:

נציב ב-:

נציב ערכים ונקבל:

סעיף ג’

נציב את שמצאנו בחזרה ב- כדי לקבל ש:

סעיף ד’

המי קירור הם לא בהכרח מים טהורים - הם מלאים במינרלים המצטברים במחליף החום מה שגורם להתנגדות התרמית במעביר חום לעלות. מאחר וההתנגדות עולה, כדי לשמור על אותם הביצועים, צריך להעלות את הספיקה.

שאלה 3

נתונים:

סעיף א’

לפי התנגדות לקרינה:

נציב ערכים ונקבל:

סעיף ב’

כדי להקל על החישוב, כמו ניעזר בלינאריזציה למעבר חום בקרינה מסעיף קודם, . כלומר, נתייחס למעבר חום בקרינה כמו מעבר חום בהסעה.

נבדוק מספר ביו:

לכו נוכל לפתור לפי קיבול חום מקובץ. לפי משוואה , כאשר נשים לב שבמקרה שלנו :

שזה אומר:

אכפת לנו מהטמפרטורה ב- :

נציב ערכים ונקבל:

סעיף ג’

נתון:

נבדוק מספר ביו:

טיפה בעייתי, ההולכה כנראה מספיק משמעותית כאן. נבדוק מספר פוריה לזמן הדרוש:

לכן נוכל להניח מוצק חצי אינסופי. לפיכך, טמפרטורת מרכז הכדור לא משתנה:

סעיף ד’

נתון:

נחשב מספר פורייה עבור :

לכן, נצטרך להשתמש במשוואה :

נחשב את הרלוונטי לטבלה:

לפי טבלה 5.1:

מרכז הכדור הוא למעשה . נציב ערכים ב- ונקבל (כביכול אנחנו צריכים לעשות ):

ולכן הטמפרטורה במרכז:

סעיף ה’

נשים לב שבשני התחומים טמפרטורת מרכז הכדור משתנה אקספוננציאלית. כמובן יש גם את התחום , בו פורייה לא מספיק גדול כדי שמשוואה תתאר את הטמפרטורה, אבל זהו תחום מספיק קטן, כך שפשוט לא התייחסתי אליו:

טמפרטורת מרכז הכדור במהלך תנועתו.