F10-F13 Flashcards
För strömning i och runt ett rör ser det ut som i figuren nedan till vänster. Medeltemperaturen (Tm) och tubens yttemperatur (Ts) varierar längs röret i enlighet med figuren nedan till höger. Vad karaktäriserar den fluid som strömmar längs tubens utsida för att åstadkomma (som ger) ett konstant värde på Ts
Fluiden på utsidan är ånga som kondenseras mot rörets yta
Vilka begränsningar finns för LMTD metoden?
Gäller inte för alla typer av VVX
LMTD metoden kan användas för designproblem i vilka flöden, inloppstemperaturer och en utloppstemperatur är kända. För en speciell värmeväxlartyp kan då nödvändig area och den andra utloppstemperaturen bestämmas.
Om LMTD metoden används för prestandaberäkningar i vilka båda utloppstemperaturerna skall bestämmas från kända inloppstemparaturer så måste en iterativ procedur tillämpas.
NTU-metoden kan tillämpas utan iteration för både design- och prestandaberäkningar.
Vad står NTU för?
Number transit unit
NTU metoden kan användas till både designproblem och prestandaproblem. Vad är det man egentligen bestämmer vid dessa problem och vilken är vägen dit?
När sker kokning?
Kokning sker när ytans temperatir överstiger mättnadstemperaturen dvs kokpunkten
Kokning kan delas in i två olika kategorier. Vilka är dessa och vad kännetecknas dessa av?
- Kittelkokning (pool boiling), sker i en stationär vätska (som i en kastrull)
- Flödeskokning (flow boiling), sker I en kanal med vätskeflöde
Vart i en kraftpanna kokar vattnet och varför gör det det?
Ångvattnet/matarvattnet kokar i eldstadens väggar. Detta för att processen skall driva sig själv och detta fungerar pga av densitetskillnader.
Är det torra eller fuktiga ångor som kommer in i kompressorn i en värmepump?
Det är torra ångor då man inte vill ha vätska i kompressorn.
Hur fungerar en värmepump?
- I förångaren tas värme upp från värmekällan. Genom att reglera trycket i förångaren med expansionsventiler får man köldmediet att koka vid önskad temperatur
- Gasen som bildas sså mediet kokar sugs in i kompressorn. Då höjs trycket vilket även höjer temperaturen på gasen
- Den varma gasen trycks därefter in i kondensorn som är värmepumpens värmegivande del. Då värmen överförs till värmesystemet kyld gasen ocg återgår därigenpm till vätskeform. Den kondenserar men trycket är fortfarande högt.
- Vätskan transporteras sedan åter till förångaren via expansionsventilen som sänker trycket. Köldmediet har nu gått ett varm i värmepumpen och börjar åter ta upp värmen från värmekällan.
Här är bilder på kittelkokning. Varför är det sämre värmeöverföring i de tre bilderna till höger?
Vilken av bilderna har högst effekt?
Effekten ökar med bilderna.
Det är dålig värmeöverföring på bilderna till höger pga att bubblorna isolerar
Vad är det som styr kokkurvan vid kittelkokning?
- Temperatur
- Effekt
Vad kan flödeskokning kallas med ett annat ord?
påtvingad konvektionskokning
Vad betyder förljande saker som du kan se i bilden?
- X
- Annulärt flöde
- Dropflow
- X anger ånghalten där 1=100% och 0=0%
- Annulärt flöde är när det är ren ånga i mitten
- Vid dropflow är det dålig värmeöverföring.
Vilka mekanismerfinns för värmeöverföring vid flödeskokning?
- Kärnkokning - när det bildas bubblor
- Konvektiv förångning
- Förångning vid gas-vätske gränsskiktet
- Lokalt stora variationer – korrelationer för medelvärde
Vad är skillnaden på naturlig cirkulation (termosifon) och tvångscirkulation?
Naturlig cirkulation behöver ingen hjälp som vid tvångscirkulation där tex en pump används.
Ytkondensation finns i två olika former. Vilka är dessa och vilken har bäst värmeöverföring?
- Filmkondensation - kontinuerlig kondensationsfilm på en kyld yta
- Dropvis kondensation - växande kondensatdroppar som glider längs en kyld yta
- Mycket bra värmeöverföring
- Svårkontrollerat
Man designar alltid för filmkondensation
Vad antas vid Nussels filmteori på en vertikal yta?
- Konstant väggtemperatur
- Ingen underkylning av kondensatet
- Inga tryck, koncentrations eller temperaturgradienter i ångan
- Försumbara ånghastigheter (inga skjuvkrafter mellan ångan och vätskan)
- Laminärt flöde
Detta ger oss att värmeledningen endast sker genom kondensatfilmen.
Ge exempel på produkter som använder sig av strålning
Ugnar, solfångare, ir-värmare, pannor
Vad orsakar elektromagnetisk strålning?
Orsakars av energiövergångar hos molekyler
När fungerar strålning som bäst?
Vid vakuum och detta beror på att strålning inte behöver något medium för överföring.
Elektromagnetisk strålning finns i fyra olika former, vilka är dessa?
- ε Emission - energi avges
- α Absorption - energi upptas
- ρ Reflektion
- τ Transmission - Går igenom
Vad är det som avgör hur mycket strålning det blir?
Det är fotonernas energi
Vilka våglängder är
- synliga?
- Huvuddelen av solstrålningen?
- Termisk strålning
- 0.4-0.7µm
- 0.1-3µm
- 0.1-100µm
Vad betyder spektral/monokromatisk?
gäller vid en specifik våglängd
Vad menas med spektral intensitet och vad beror den av?
Spektral intensitet, Iλ
Är styrkan på strålningen i en specifik riktning
Beror av våglängd(λ) och riktning(ω)
Vad menas med Total intensitet och vad beror den av?
Total intensitet, I
är den spektrala intensiteten integrerad för alla våglängder
Den beror av riktningen (ω)
Vad är enheten för riktning(ω)?
Det är steradianer, sr
Vad är strålningsflux?
Det är den projicerade intensiteten integrerad över alla vinklar för en hemisfär.
Den kan både vara spektral eller total.
Vad är skillnaden på emmiterad effekt, Eλ, Irradians, Gλ, och radiositet Jλ?
Radiositet är all strålning som lämnar en yta
Vad betyder diffusiv?
intensiteten är lika i alla riktningar. Detta gäller för både emitterad effekt och irradians
Intensitet är oberoende av en sak, vad är detta och vilket villkor krävs för att det skall stämma?
Intensiteten är oberoende av avståndet, förutsatt att ingen absorption sker längs med vägen.
Vad innebär svartkroppsstrålning?
- All infallande strålning absorberas
- Ingen yta kan emittera mer energi (vid given temperatur och väglängd)
- Emitterade strålningen är oberoende av riktning (diffusiv emitterare)
Vad är egentligen emissivitet en mått på?
Kvoten mellan emitterad strålning från en yta och emitterad strålning från en svartkropp med samma temperatur.
Vad gäller för ett opakt material?
Enbart absorption och reflektion ytfenomen
(opak=ogenomskinlig)
Vad blir resultatet av ytinstrålning för ett halvgenomskinligt material?
Hur ser strålningsbalansen ut för ytinstrålning och hur skiljer den sig för opaka material?
Hur fungerar en strålningstermometer (pyrometer)?
Mäter strålning inom ett visst våglängdsintervall.
Kalibreras mot svartkropp med känd temperatur.
De flesta kräver att emissiviteten hos mätobjektet är känd.
När gäller Kirchoffs lag?
- Irradiansen eller ytan är diffus
och - irradiansen svarar mot svartkroppsstrålning av samma temperatur som ytan eller ytan är grå (α och ε oberoende av våglängden).
I tekniska sammanhang kan ytan ofta antas vara diffus och grå
Vad menas med att en yta är grå?
Inget våglängdsberoende av absorberiteten
Vad betyder följande ord?
- Emitterad effekt
- Irradians
- Radiositet
- Diffusiv
- Emissivitet
- Absorptivitet
- Reflektivitet
- Transmitivitet
- strålning som sänder ut
- Strålning som faller in på en yta
- flux som lämnar ytan - emmiterad effekt och irradians
- intensitet lika stor i alla riktningar
- förmågan att emittera jämfört med en svartkropp
- Andelen som absorberas av ytan
- Andelen som reflekteras av ytan
- Andelen som går genom ytan
Vad betyder vinkelfaktorn F12?
Andelen strålningen från kropp 1 som kropp 2 tar upp
Hur lyder reciprocitetslagen?
A1F12=A2F21
Vad innebär sumemringsregeln?
All strålning som avges från en yta som tas upp av olika ytor måste totalt sett bli ett.
tex F21+F22=1
All strålning från yta 2, som tas upp av yta 2 och 1
Det finns två numeriska metoder för strålningsutbyte i inneslutning med bidragande medium. Vilka är de och hur fungerar de?
- Discrete ordinates
Beräknar strålningen i ett antal bestämda riktningar. Förändringen i intensitet summeras för de olika riktningarna och ger en bild av strålningsfältet. - Monte Carlo metoder
Spårar ett stort antal slumpmässiga partiklar som tillsammans ger en statisk bild av strålningen i rummet.
