Exam text content

SVT-5300 Sähkölämpötekniikka
Tentti 20.5.2008

Saa käyttää laskinta.

 

1. Miten hyvin laserleikkaus, polttoleikkaus ja plasmaleikkaus soveltuvat ohuiden teräslevyjen
leikkaamiseen ja millainen on lopputulos? Millä edellytyksillä ja millaisten teräslevyjen
leikkaamiseen voisi soveltaa vesisuihkuleikkausta? Mitkä ovat näiden neljän leikkausmenetelmän
keskinäiset edut ja haitat?

2. Epäsuoralla vastuskuumennuksella toimivan lämmitysuunin tiiliseinät ovat 10 cm paksut ja tiilen
lämmönjohtavuus on 1,2 WK''m" sekä emissiviteetti 0,8. Ympäristön lämpötila on 20 *C.
Vapaalla konvektiolla tapahtuvan lämmönsiirron keskimääräinen konvektiokerroin uunin pinnasta
ympäristöön on 20 WK''m? ja o =5,6704-10* WK*m?. Uunin pinta-ala on 10 m? ja uunin
sisällä olevan lämmitysvastuksen teho on 7 kW. Mitkä ovat uunin sisä- ja ulkopintojen lämpötilat
tasapainotilanteessa?

Vihjeitä: 1) voit tehdä lämmönsiirtolaskuissa tyypillisesti tehtävät laskemista helpottavat oletukset,
2) on muitakin tapoja ratkaista matemaattinen ongelma kuin puhtaasti analyyttinen ratkaisu.

3. a) Sähkömagneettisen säteilyn tunkeutumista johtavaan materiaaliin kuvaa virrantiheyden yhtälö
i(y) = ie" UD, missä i, on virrantiheys pinnassa [A/m?], y on etäisyys pinnasta ja ö on
sähkömagneettisen säteilyn tunkeutumissyvyys. Johda yhtälö paksussa tasomaisessa kiskossa,
jonka leveys on b ja pituus c, kulkevan virran lämmitysteholle, kun kappaleen ominaisvastus
oletetaan vakioksi (riippumaton virrantiheydestä, kappaleen lämpötilasta jne.). Kiskon reunoja
ei huomioida.

a-kohdan kiskon leveys on 10 cm ja pituus 2 m ja se on valmistettu raudasta, jonka
ominaisvastus huoneen lämpötilassa on 10 p cm ja suhteellinen permeabiliteetti 4, = 200.
Kiskossa kulkee 50 Hz vaihtovirta, jonka tiheys pinnassa on 2:10* Am”? Laske virran
tunkeutumissyvyys kiskossa ja kiskon lämmitysteho. ji, = 1,2566-10* kgmC?.

b

N

4. a) Mitkä ovat induktiokuumennuksen yleisimpiä sovelluskohteita?
b) Mitkä ovat induktiokuumennuksen edut suhteessa muihin kuumennusmenetelmiin? Entä
heikkoudet?

Miten lämpötila ja jännite käyttäytyvät DC-valokaarikuumennuksessa anodin ja katodin
välisessä alueessa? Mikä aiheuttaa käyttäytymisen?

b) Miten valokaari saadaan syttymään?

c) Miten DC-valokaaren jännite ja virta riippuvat toisistaan? Miten ne riippuvat valokaaren
elektrodien välimatkasta?

n
EZ