2014-2015 ÖĞRETİM YILI BAHAR YARIYILI

GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ISI ve KÜTLE AKTARIMI DERSİ ÖDEV SORULARI

1. Küp şekline sahip bir dondurucu dolabın bir kenarının uzunluğu 2 m’dir. Tabanın, ısı aktarımına karşı mükemmel yalıtıldığı kabul edilsin. İç ve dış yüzey sıcaklıkları sırasıyla -10 °C ve 35 °C iken, ısıl yükün 500 W’dan az olmamasını sağlamak için, üst ve yan yüzeylere uygulanacak olan storofor köpük yalıtımının (k=0,03 W/mK) kalınlığı en az ne olmalıdır? CEVAP: 0,054 m

2. Bir ölçme cihazı, çapı 100 mm, ışınım yayma oranı 0,25 olan küresel bir dış yüzeye sahiptir. Cihaz, duvarları 77 K sıcaklıkta tutulan büyük hacimli bir odanın içine koyulmuştur. Cihazın içindeki elektronik elemanlar 40 £ T £ 85 °C sıcaklık sınırları arasında çalışabilmektedir. Bu durumda, cihazın yaydığı ısıl güç için kabul edilebilir aralık nedir? Elde ettiğiniz sonuçları ışınım yayma oranının 0,2 ile 0,3 arasındaki değişimlerini göz önüne alarak aynı grafik üzerinde gösteriniz. (Farklı ışınım yayma oranlarında sıcaklık değişimine karşı cihazın yaydığı ısıl güç). CEVAP: 4,272 ve 7,31 arasında değişen değerler ve grafik olmalı.

3. Yarıçapı r0, uzunluğu L ve ısı iletim katsayısı k olan bir silindir, ısı taşınım katsayısı h olan ve bilinmeyen bir T∞ sıcaklığındaki akışkana daldırılmıştır. Belirli bir anda silindirdeki sıcaklık dağılımı T(r) = a + br2 olup, a ve b sabit katsayılardır. Akışkan sıcaklığını ve silindir yüzeyinden (r=r0) geçen ısıyı veren bağıntıları türetiniz.
CEVAP: T¥= Ts +k(2br0)/h veya T¥= a+ br0+k(2br0)/h Buna göre ısı bağıntısı türetilir.

4. Bir evin şekilde gösterildiği gibi sert tahta (meşe), cam yünü (28 kg/m3) yalıtım ve alçı panodan oluşan bir karma duvarı vardır. Soğuk bir kış gününde ısı taşınım katsayıları h0= 60 W/m2.K ve hi = 30 W/m2.K’dir. Toplam duvar yüzey alanı 350 m2’dir. Buna göre;
a) Verilen koşullarda duvarın ısıl direncini veren bir bağıntı çıkartın. R=8,18.10-3
b) Duvardaki toplam ısı kaybını hesaplayın. q= 4278,72 W
c) Rüzgârla birlikte ısı taşınım katsayısı h0=300 W/m2.K’ne yükselirse ısı kaybındaki artışı yüzde olarak hesaplayınız. % 0,49
d) Duvardaki ısı geçişini en fazla etkileyen ısıl direnç hangisidir. Cam Yünü

5. Aşağıdaki malzemelerin ısıl yayılım katsayılarını hesaplayınız.
a) 150 K ve 500 K sıcaklıklardaki Saf demir için; (4,82.10-5 ve 1,48.10-5)
b) 400 ve 700 K sıcaklıklardaki Alüminyum Oksitin (Safir) için; (8,68.10-6 ve 3,51.10-6)
c) 375 ve 825 K sıcaklıklardaki hava için. (3,38.10-5 ve 1,252.10-4)

NOT: Grafik gösterimlerini milimetrik grafik kağıdına yapınız.
TESLİM TARİHİ: 19 ARALIK 2014 CUMA GÜNÜ DERS SAATİDİR.
ÖDEV SORULARINI TEKRAR YAZMANIZA GEREK YOKTUR. ÖDEVLERİ FÖY İÇİNDE TESLİM ETMEYİNİZ. ZIMBALAYARAK TESLİM EDİNİZ.

Başarılar…
Yrd. Doç. Dr. Dilek ANGIN

…