Soru seti 1

GÜZ 2011 – 25.10.2011 GM 333 – ISI TRANSFERİ SORU SETİ 1 (1, 3, ve 5 nolu sorular için son teslim tarihi 01.11.2011) 1. Yüksekliği 0.8 m, genişliği 1.5 m ve kalınlığı 8 mm olan bir pencere camının ısıl iletkenlik katsayısı 0.78 W/m.°C’dir. Oda sıcaklığının 20°C ve dış ortam sıcaklığının -10°C olduğu bir günde yatışkın durumda meydana gelen ısı kaybını ve camın iç yüzey sıcaklığını bulunuz. Camın iç ve dış yüzeylerindeki ısı transfer katsayıları sırası ile h1 = 10 W/m2.°C ve h2 = 40 W/m2.°C’dir.

2. Yüksekliği 0.8 m ve genişliği 1.5 m olan bir çift-cam, birbirinden 10 mm kalınlıktaki durgun hava ile ayrılmış 4 mm kalınlığa sahip iki camdan oluşmaktadır. Oda sıcaklığının 20°C ve dış ortam sıcaklığının -10°C olduğu bir günde yatışkın durumda meydana gelen ısı kaybını ve camın iç yüzey sıcaklığını bulunuz. Camın iç ve dış yüzeylerindeki ısı transfer katsayıları sırası ile h1 = 10 W/m2.°C ve h2 = 40 W/m2.°C’dir.

3. 120°C’deki sıcak su, ısıl iletkenlik katsayısı 15 W/m.°C, iç çapı 3.8 cm ve duvar kalınlığı 0.2 cm olan paslanmaz çelik boru içerisinde akmaktadır. Bu boru yalıtıldıktan sonra yalıtım malzemesinin dış yüzey sıcaklığının 40°C’ yi geçmemesi gerekiyor. Ortam sıcaklığı 25°C, borunun içindeki ve dışardaki ısı transfer katsayıları sırası ile h1 = 1000 W/m2.°C ve h2 = 10 ise gerekli yalıtım kalınlığını hesaplayınız. (Yalıtım malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısı 0.038 W/m.°C’dir.)

4. Bir soğutma odasının düz duvarı aşağıdaki elemanlardan oluşmaktadır: 10 cm kalınlığında levha (k = 0.116 W/ m.°C), 2.5 cm kalınlığında sert kauçuk levha (k = 0.14 W/ m.°C), ve 2.5 cm kalınlığında tahta levha (k = 0.0314 W/ m.°C). Oda ile dış hava arasındaki sıcaklık farkı 50 °C ve iç ve dış ortamların ısı transfer katsayıları ise 6 ve 12 W/m².°C’dir. Bu odanın soğutma masrafları birim alan başına her 106 kJ için 5 T.L. olduğuna göre 50,000 saat için toplam masrafı hesaplayınız.

5. Düz bir duvar, ısıl iletkenlik katsayısı 1.8 W/ m.°C ve kalınlığı 2.5 cm olan bir yalıtım malzemesi ile kaplanıyor. Ortam sıcaklığı 38°C ve duvar ile yalıtım malzemesi arasındaki arayüzey sıcaklığı 320°C ise yalıtım malzemesinin hava ile temas eden yüzeyinin sıcaklığının 40°C’ yi geçmemesi için bu yüzeyde ısı transfer katsayısı en az ne olmalıdır?