IV UZB 232 ISI GEÇİ Öğrenci adı soyadı

Öğrenci adı soyadı :
İstanbul Teknik Üniversitesi
Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi
ÖDEV- IV
UZB 232 ISI GEÇİ
Son teslim tarihi :13Nisan 2009
Öğretim üyesi : Prof. Dr. A. Cihat Baytaş
Ödev veriliş tarihi:2 Nisan 2009
SORULAR
1.
r0= 4 cm yarıçapında ısı iletim katsayısı k = 25 W/m  C olan uzun bir silindir göz
önüne alınıyor. Bu silindir içinde her yerde eşit miktarda ısı üretimi olmakta ve değeri
g 0 = 35 W/cm3 olarak verilmektedir. Silindirin yan yüzeyleri sabit sıcaklıkta olup
değeri Td = 80C dir. Bu durumda silindir içinde sıcaklık dağılımı aşağıdaki gibi
verilmektedir.
2
gr02   r  
1      Td
T (r ) 
k   r0  


Yukarıdaki sıcaklık dağılımına bakarak:
a) Isı iletimi zamana bağlımıdır, açıklayınız?
b) Bu problem bir, iki veya üç boyutlumudur? Neden?
c) r = r0 iken silindirin yan yüzeyindeki ısı akısının değerini hesaplayınız.
2.
Yeraltından çıkan buhar, içinden su akan bir borunun dış yüzeyinde 165C ‘de
yoğuşmaktadır. Su 4 cm çapında ve 14 m uzunluğundaki boruya 20C sıcaklıkta 0,8
kg/s lik bir debi ile girmektedir. Suyun borudan çıkış sıcaklığını ve borunun dışındaki
buharın buharlaşma miktarını bulunuz.
(Verilenler: Buhar için hfg=2066,5 kJ/kg olarak verilmiştir, su için =968,1 kg/m3,
k= 0,673 W/mC, Cp=4201 J/kgC, Pr=2,08, =3,44x10-7 m2/s.)
3.
Küre üzerindeki hava akışında ısı taşınım katsayısı, saf bakırdan yapılmış kürenin
sıcaklık- zaman değişimi izlenerek bulunacaktır. 12.7 mm çapında küre, 27C
sıcaklıktaki bir hava akışının içine konmadan önce 66C sıcaklıktadır. Kürenin hava
akışı içinde konmasından 69 s sonra, kürenin dış yüzeyindeki bir termo-eleman 55 C
sıcaklığını göstermektedir. Herhangi bir anda kürenin her noktasında sıcaklığın aynı
olduğunu varsayarak ısı taşınım katsayısını hesaplayınız. Bulduğunuz sonucun
doğruluğunu tartışınız. (bakırın :=8933kg/m3, cp=389 J/kgK, k=398 W/mK)
4.
Fiziksel özellikleri verilen paslanmaz çelik bilyaların ( = 8085 kg/m3, k = 15,1 W/m 
C, Cp = 0,480 kJ/kg  C, and  = 3,91  1026 m2/s) çapı 1,2 cm dir ve suya sokularak
ısıl işlem yapılmaktadır. Bilyalar şekilde görülen fırından 900C sıcaklıkta dışarı
çıkmaktadır ve tekrar suya sokulmadan once 30C deki havaya maruz bırakılmaktadır.
Bilyaların sıcaklıkları ısıl işleme başlamadan önce 850C altına düşmemiş ise havadaki
ısı taşınım katsayısı 125 W/m2  C. Bu durumda bilyaların tekrar suya bırakılmadan
önce havada ne kadar süre bekletileceğini hesaplayınız.
Furnace
Fırın
5.
Steel
balls
Çelik bilyalar
900C
Air, 30C
Hava
Basıncı 1 atmosfer olan ve sıcaklığı 20 C olan hava, 140 C sabit yüzey sıcaklığında
ısıtılan 3 m uzunluğunda düz bir levha üzerinden 10 m/s hızla akmaktadır.
a) Problemi çözmek için gerekli fiziksel özellikleri özellik tablolarından bulunuz.
b) Levha için ortalama ısı taşınım katsayısını bulunuz
c) Levhanın tam ortasındaki yerel ısı geçiş katsayısı nedir bulunuz.