Voorblad toets Applied Science
Naam:….…………………………………………..
Onderwijsgroep………………………………….
Studentnummer………………………………….
Toets opgesteld door:
Toets gecontroleerd door:
Hans van de Donk
Vincent Fischer
Paraaf
Hans van de Donk
Digitaal ondertekend door Hans van
de Donk
Datum: 2021.10.18 20:57:43 +02'00'
Paraaf
Vincent Fischer
Digitaal ondertekend door Vincent
Fischer
Datum: 2021.10.19 09:04:18
+02'00'
Studiejaar
Opleiding
Toets
Toetscode
Datum
Toetsduur
Lokaal
Aantal pagina’s inclusief voorblad
Toetsafname (fysiek of digitaal)
: 2021-2022
: Applied Science
: Technologie periode 3, AS1N (febr-instromers)
: A1TEC3R
: 8 november 2021
: 90 minuten - 12:00 -13:30uur uitloop tot 13:45
: ER_1.78
:4
: fysiek
Toegestane hulpmiddelen:
Gebruik leerboeken toegestaan
Gebruik eigen aantekeningen
Gebruik digitaal document toegestaan
Gebruik eenvoudige rekenmachine
Overige toegestane hulpmiddelen
: nee
: nee
: nee
: ja
: geen
Inleveren fysieke toets:
De toetsbundel
Uitwerkingen op een apart vel inleveren
Uitwerkingen op de toetsbundel
Kladpapier
Inleveren digitale toets:
1 pdf-document van de handgeschreven
toetsuitwerkingen via Gradework.
1 pdf document van de handgeschreven
toetsuitwerkingen via een mail naar
TNW@fontys.nl
Overige opmerkingen fysieke toets
Overige opmerkingen digitale toets:
Toetsbundel niet uit elkaar halen
Schrijf op elke pagina je naam,
onderwijsgroep en studentnummer
Kladpapier toegestaan
Neem de verklaring over op je
uitwerkingenblad en voorzie deze van je
naam en handtekening. (Zie achterzijde
toetsblad).
Commentaarformulier: Bij de surveillant, of achteraf bij de balie van het bedrijfsbureau, kun
je een formulier vragen waarop je opmerkingen kunt plaatsen.
Algemeen
Deze toets omvat 5 opgaven.
Beoordeeld wordt op de correcte uitkomst en uitwerking van de berekening.
Het cijfer wordt als volgt bepaald: cijfer = 100 punten/10, afgerond op één decimaal.
GEEF AAN VOOR ELKE BEREKENING WELKE VERGELIJKING(EN)
JE GEBRUIKT, EN HOE JE DE GEWENSTE WAARDE BEPAALD
HEBT !! VERGEET DE EENHEDEN NIET!!
Energie
Bernoulli (uitgebreid)
Stromingsleer
Fanning
Frictiefactor (laminair!)
(
𝑃2 − 𝑃1
1
) + (𝑣22 − 𝑣12 ) + 𝑔(𝑧2 − 𝑧1 ) = 𝑤𝑠 − 𝑤𝑓
𝜌
2
𝐿
𝑑
𝑓 = 64⁄𝑅𝑒
1
𝑤𝑓 = 𝑓2𝑣 2
Opgave 1 (18 punten: 12 + 6)
Gegeven is de onderstaande open manometer gevuld met kwik (𝜌 = 13600 𝑘𝑔/𝑚3 ). Vat A
is gevuld met zeewater (𝜌 = 1100 𝑘𝑔/𝑚3 ). De buitendruk is gelijk aan 0.95 bar.
a) Wat is de absolute druk in punt A als h1 = 0.45 m en de afstand tussen punt C en D 0.70
m is?
b) Stel dat de luchtdruk van de dampkring afneemt. Wordt het hoogteverschil Δh
(=h1+h2) dan groter of kleiner (ps. druk in A blijft gelijk)?
Opgave 2 (18 punten: 7 + 7 + 4)
Een vloeistof (bloed) moet vanuit een hoog opgehangen zak via een slang naar een
naald stromen, die in een ader steekt. De naald heeft een binnendiameter van 0.40
mm en een lengte van 2.0 cm. Er moet een volumedebiet gerealiseerd worden van
3.0 cm3 vloeistof per minuut. De dichtheid van de vloeistof is 1.03∙10 3 kg∙m-3, de
dynamische viscositeit is 4.00∙mPa∙s en de bloeddruk in de ader is 2.72∙10 3 Pa hoger
dan de atmosferische druk. De gravitatieversnelling g is 9.81 m∙s-2.
a)
Hoe groot is het getal van Reynolds in de naald? Is de stroming door de naald
laminair of turbulent?
b)
Hoe hoog moet de zak boven de naald opgehangen worden?
c)
Waarom hangt de zak in de praktijk veel hoger dan de verkregen uitkomst?
Opgave 3 (20 punten: 8 + 8 + 4)
Een aquarium is gevuld met water (1000 kg/m3) en wordt leeggemaakt met behulp
van een hevel. Uiteindelijk komt de waterstraal met een diameter van 12 mm uit de
hevel. De buitendruk is 1.0 bar. Dynamische viscositeit water 1 mPas. De contractiefactor c bedraagt 0.92. Voor de overige gegevens zie de tekening.
a) Bereken de snelheid bij de uitstroomopening.
b) Bereken de druk in het aangegeven punt (P).
c) Bereken het getal van Reynolds in de buis bij punt (P). Is stroming turbulent of
laminair?
Opgave 4) de Pitotbuis (20 punten: 8 + 8 + 4)
In de figuur hieronder stroomt een gas door een leiding. Om de snelheid van het gas
te bepalen, wordt een Pitotbuis in de leiding opgenomen. In de Pitotbuis bevindt zich
alcohol (dichtheid 800 kg∙m-3). Er wordt een snelheid van
15 m∙s-1 gemeten en een drukverschil van 80 Pa. De
gravitatieversnelling g is 9,81 m∙s-1.
a)
Bereken de dichtheid van het gas.
b)
Wat is het hoogteverschil (∆ℎ ) van de alcohol in
de Pitotbuis?
c)
Wat zou het hoogteverschil (∆ℎ ) zijn geweest
als er water in de Pitotbuis had gezeten?
Opgave 5 (24 punten: 5 + 4 + 9 + 6)
Een pomp verpompt zeewater (dichtheid is 1100 kg/m3) door een leiding naar een voorraadvat
op een heuvel.
Het hoogteverschil tussen de pomp en het hoogste punt van de heuvel is 1050 m.
Het hoogteverschil tussen het hoogste punt van de heuvel en het uiteinde van de leiding is
onbekend. Zie onderstaande afbeelding.
4
3
X - as
De leiding heeft een inwendige diameter van 18 cm. De absolute druk aan de inlaatzijde van
de pomp is 1.00 bar (= 750 mm Hg). De druk bij de uitlaat is onbekend.
Er treden wrijvingsverliezen op, de frictiefactor f van de leiding is 0.035 en de leiding naar de
top is 1500 m lang.
a)
b)
Teken een grafiek, die het verband weergeeft tussen de druk van het zeewater in de
leiding en de x-coördinaat. Geef de punten 1, 2, 3 en 4 aan in de grafiek.
In welk punt in de leiding is de druk minimaal?
Om cavitatie in de leiding te voorkomen, dient de minimale druk in de leiding groter te zijn
dan de waterdampspanning (de absolute dampspanning van zeewater bij de heersende
omstandigheden is 15 mm Hg).
c)
d)
Hoeveel vermogen moet de pomp leveren om het zeewater met een debiet van 780 L/min
over de heuvel naar het voorraadvat te pompen?
Als het pomprendement 78% is, hoeveel vermogen moet de pomp dan opnemen?
--- Einde toets ---