Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller:

Transkript

1 Introduktion till energiteknik Provmoment: Tentamen Ladokkod: TK2211 Tentamen ges för: Energiingenjör 7,5 högskolepoäng Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) Tentamensdatum: Tid: Hjälpmedel: Miniräknare. Periodiskt system är bifogat. Formler är bifogade Totalt antal poäng på tentamen: 50 poäng För att få respektive betyg krävs: 3: p, 4: p, 5: p Allmänna anvisningar: Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Robert Kjellstrand Telefonnummer: (4)

2 Beräkningar skall redovisas på alla beräkningsuppgifter! 1. En doppvärmare (300 W) värmer en bägare med 600 g vatten. Temperaturen i vattnet avläses och plottas i ett diagram där även en rät linje baserad på de första mätvärdena ritas. (7 p) a) Hur mycket värme (J) har vattnet upptagit under de första 8 minuterna? b) Hur mycket elenergi (J) har doppvärmaren förbrukat under de första 8 minuterna? c) Beräkna värmekapaciteten (kj/kg C) för vatten utifrån försöket. c) Varför avviker den räta linjen från uppmätta värden? T/C t/min tid(min) T(ºC) 0 19,1 1 24,7 2 30,9 3 37,1 4 43,3 6 56, En motströms värmeväxlare ska värma kallt vatten 20 liter/minut från 8 C till 75 C. På vvx s varma sida tillförs mättad ånga 120 C som kondenserar. Försumma förluster. (4 p) a) Beräkna effekten (kw) som kalla vattnet upptar b) Beräkna flödet (kg/minut) på varma sidan om endast förångningsvärmen överförs (2260 kj/kg) c) Vad blir temperaturen ut på varma sidan? 3. En fläkt monteras i ena ändan av ett rör (125 mm diameter) och transporterar luft genom röret. Fläkten matas med spänningen 5 V och 1,1 A ström. Medellufthastigheten genom röret var 4,5 m/s. Antag luftens densitet 1,2 kg/m 3. (5 p) a) Beräkna eleffekten (W) som fläkten förbrukar b) Beräkna rörelseeffekten (W) hos luften i röret. c) Vad händer med den eleffekt som inte återfinns som rörelseeffekt? 4. Matarvatten till en ångpanna genomgår flera reningssteg. (3p) a) Vad vill man ta bort och varför? b) Beskriv reningsprincipen för omvänd osmos. 2(4)

3 5. Allmänna frågor a) Ungefär hur stor del av Sveriges elproduktion sker med vattenkraft? (1p) b) Beskriv skillnaden mellan kraftverk, värmeverk, kraftvärmeverk och värmekraftverk. (2p) c) Beskriv skillanden mellan självdragsventilation och mekanisk frånluftsventilation. (2p) e) Beskriv skillnaden mellan solceller och solfångare (1p) f) Beskriv skillnaden mellan effekt och energi (1p) 6. Ett färgningskar skall fyllas med 250 l vatten som håller 55 C. Försumma förluster. (6p) a) Beräkna hur mycket energi som åtgår om kallvattnet höll 7 C. b) Garnet (50 kg, 20 C, cp= 1 kj/kg C ) som ska färgas läggs i. Vad blir den nya temperaturen i badet efter temperaturutjämning? c) Hur mkt kokvarmt vatten (100 C) ska man hälla i för att återigen nå 55 C? 7. En ackumulatortank rymmer 3000 liter vatten. En vedpanna på 30 kw används för att ladda ackumulatortanken. Försumma förluster. (7p) a) Hur lång tid tar det för vedpannan att ladda ackumulatortanken från 40 C till 90 C? b) Hur mycket värme har då lagrats in i tanken? b) Värmen i tanken används för att värma ett hus som har en medelförbrukning på 5 kw. Hur lång tid räcker den lagrade värmen? c) Hur mycket ved åtgår i vedpannan för att ladda ackumulatortanken från 40 C till 90 C om vedpannans verkningsgrad är 85% och värmevärdet på ved är 3,8 kwh/kg? d) Rökgaserna från vedeldningen kyls från 950 C till 250 C. Beräkna rökgasflödet (kg/min) om cp(rökgas)=1,1 kj/kg C 8. Hur stor volym luft förbrukas vid förbränning av 50 kg (70 liter) bensin? Luftens tryck är 100 kpa och temperaturen är 10 C. Luftens syrgashalt är 21 %.(4p) R = 8,31 J/mol K. p*v = n*r*t. K = C Reaktionsformel: 2 C 8 H O 2 16 CO H 2 O 9. En ångpanna är byggd med tubväggar kring eldstaden. Beskriv konsekvenserna av: a) Beläggningar på vatten/ångsidan (insidan av tuben) (2p) b) Beläggningar på rökgassidan (utsidan av tuben mot eldstaden) (2p) 10. En solfångare har en instrålningsyta på 2 m x 6 m. Solfångaren levererar 8,4 liter/min varmt vatten som höjts från 45 C till 55 C. Solinstrålningen uppmättes till 950 W/m 2. Beräkna solfångarens verkningsgrad. (3p) 3(4)

4 Periodiska systemet 4(4)

5 5(4)

6 6(4)

7 7(4)

8 8(4)