EBB 108 - PROSES-PROSES PENGANGKUTAN SIDANG 1987 88

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Peperiksaan Semester Tambahan

Sidang Akademik 1987/88

EBB 108

-

PROSES-PROSES PE]IGANGKUTATI

Tarikh:

^{21 Jun 1988}

MaSa:

^9.OO

pagi -

12.00 tgfr:

(3

^jam)

ARAI{AII KEPA,DA CALO]I

l. Sila

^pastikan bahawa

kertas

soalan

ini

mengandungi Tu,fii

(7)

mukasurat yang bercetak sebe'lum anda memulakan peperiksaan

ini

-

2.

^{Jawab SEMUA soa'lan}

3.

^{Semua soalan MESTILAH diiawab}

di

^{dalam Bahasa Malaysia.}

...21_

1.

^a)

-2-

Apakah yang dimaksudkan dengan

lapisan

sempadan momentum berdasarkan

aliran

^ke

atas plat rata?

Lukiskan

londar lapisan

sempadan ke atas

plat rata apabila halaju bendalir

sebelum menemui

plat

adalah ^Vo dan

lukiskan

susuk-susuk

halaiu bendalir di

dalam

lapisan

sempadan.

Apakah komen anda mengenai susuk-susuk

halaiu.

(30 markah) Timbangkan

aliran

minyak ke

atas p'lat rata

^yang condong 30o dari

paksi mendatar.

Buktikan berdasarkan ^persamaan Navier Stoke

(lihat

lampiran

I)

baharra,- kadar

alir

^yang mengalir boleh diungkapkan sebagai

a3f

b)

a=9

1'

3

yang

mana L =

^panjang

plat d = tebal

^{saput minyak}

f =

^ketumpatan

1, =

^kelikatan

Adalah diandaikan pecutan

graviti lo

nls2 (30 _markah)

c)

Timbangkan

aliran bendalir

yang digunakan adalah

air

^{yang mempunyai}

ketumpatan 514

lebih tinggi

daripada minyak dan

kelikatan

3/2

lebih tinggi

^daripada

minyak.

^{Apakah sudut yang perlukan} dicordongkan

supaya kadar

alir

minyak dan kadar

alir air

ditetapkan?

(40 _markah)

...31-

-3-

EBB 108

2. a)

Bendalir mengalir

di

dalan

paip

dengan kadar

alir Q.

Paniang paip adalah

L

dan garispusat d.

Daripada ^persamaan pergerakan

terbitkan

formula Darcy yakni kehilangan

turus akibat

^geseran

l=

^fLQ2

(30 _markah)

b)

^Kadar

alir

^yang

diukur

^dengan menggunakan meter

venturi

adalah

0.02 litre/s,

garispusat

paip

20 cm tentukan kehilangan turus

per unit

^paniang

iika

ketumpatan

bendalir

^{adalah 1.,000 kglm3 dan}

kelikatan I.002 cp (I.002 x l0-3

tts/m2).

(50 _markah)

c)

^Kadar

alir

^boleh

diukur

dengan menggunakan meter

pitot statik.

Terangkan bagaimana

peranti ini

^digunakan.

(20 _markah)

3. a)

^{Terbitkan persamaan}

laplace bagi

sistem

koordinat

segiempat berdasarkan

unsur kiub

dan buktikan

bagi

pengaliran

satu

dimensi bahawa taburan suhu

di

^dalam

plat

^adalah

lelurus.

(30 _markah)

3d5

...41_

b) Tembok

relau

^merupakan tembok

lapisan seperti berikut:

Bahan

Batu bakar Batu merah Penebat

Keluli plat

EBB 108

berencam yang mengandungi lapisan-

tebal

^{(cm) k ( J/msK} )

1.0374 0.6916 0.069 44.954

Suhu

di luar relau yakni

suhu udara

sekeliling

^{adalah 320C.}

Suhu

di

^permukaan

luar relau

adalah 166

.loc.

Pekali

permindahan haba

di luar relau

^{adalah 5.66}

J/n2

^s/K.

Tentukan

i

)

^Suhu

di

^{dalam relau}

ii )

^{Suhu-suhu antaramuka}

iii) Pekali

permindahan haba

di

dalam

relau.

iv)

^{Lukiskan taburan suhu}

di

dalam tembok berencam

v)

^{Nyatakan komen} anda mengenai keputusan yang

diperolehi.

(70 _markah)

4. a)

^{Terdapat beberapa model} pengangkutan

iisim tidak

^mantap

di

^dalam

pepejal.

Model-model

itu

berdasarkan keadaan-keadaan

tertentu.

Apakah model-model

itu

dan nyatakan ^keadaan yang berkenaan?

(40 markah) 22.86

15.24 5.08 0.32

...s|-

-5-

EBB IO8

b) Di

^{dalam proses} pengkarbonan

keluli 0.L berat Z

Karbon perlu

dikarbonkan suasana penyusukkarbonan mempunyai kepekatan

0.9 berat

³

Karbon

di

^permukaan

keluli.

Malar resapan.untuk Karbon

di

^dalam

keluli

^adalah

seperti berikut

A = zx1ol5 ,2/,

Q =

^{145 k{/mol}

ft =

^8.31 .J/K ^mol

Berat atom

Karbon =

^L2.0

Berat atom

besi =

^55.8

Proses

ini

mengkehendaki resapan Karbon sebanyak

0.2 berat

^{% pada}

jarak

1.Zrrm

dari

^permukaan

keluli.

Apakah kombinasi ^masa dan suhu rawatan proses

ini?

Buatkan satu

jadual 5

_kombi

nasi

_masa dan suhu rawatan ^dengan menggunakan perbezaan suhu 50oC

di

antara

satu

kombinasi dengan yang

lain.

Berikan komen anda.

Jadual

fungsi ralat

^adalah

diberi di

dalam lampiran

II.

(60 _markah)

...61-

EBB 108

Ldrpfran I

r -

^komponen

0 -

^komponen

z -

^kb;rlponen

Persamaan

r -

^komponen

-

^komponen

z -

^komponen

Persamaan pergerakan

di

dalam

koordinat silinder

(B)

*

P8, (A)

*

Pge

*

P8,

(c)

* Pgo €)

*

P8,

0u, .

^v6

0u, u| .

--

,lr,\

^0P

,,T*;m --+r, Arl : -d

lla. ..lot,s rss,?trrl

- [;6;1rc"1 * -rd -; * El

.+

ilus

i

⁰⁶

\os

^{,. t)ruo}

,

-. ^duol

- |

^dP

"6*; a6*Tn"El : -;

ad

:

- F |{"""t.:#.*l

0u,

.

^{u6 0u,}

.

--

Aurl

^AP

"T* 77e n "El : -6

Ir a .1 0", *fu\

[;a(rt,)t r oo orl

stote.'(. &

tetap )

,(*.

'(#:

,(*.

-a,

AP

2

^0u6

, 0'rr1

- F6d * El* es, (o)

ourl

"El :

, I

^a2u,

'7ffi

0u, .

^us

0a, ol

.

.u'T*; ae--a

Navi er

,rl-

lor,

'\

^0t -

.,'[*(+ fiv',tl

(F)

Lampiran

II

-7-

Fungsi Ral

at,

^{erf( x )}

EBB 108

7 ^','r

(1.0 _0.()0r){)

0.r 0.u:5 0.: ().:l:i

().1 ^()..i?5b

0.J

0..i.15J

u.5

^(/.5105

0.6

^{0. (rt.)i9}

0.7

0.(r173

0.ll

0.7.r21

0.9

⁰ .i969

t.0

0.rJ.l2:

l. l

^0. Bgn:

1.:0.91u3

I ^. .r 0. 93,10

l..r

^0.951.t

I . S ⁽⁾ .9(i(, ^I

I .55

0.{JIlr

u.i-Jo

1) . I .1.;5

0..jits9 r)..l.iS0 t!..i jt)l

(). (,1 _{1 7} ().63.17

0.7J80 0.s019 0. SJ(r8 (). _ss,35 0.9150

0 .936 I

(.) .95 39 () ..sl(,7

l

1.6

0.01:6

0 . l3.r ^8.

0 . l.l.r 3

0.r.l9l

(r..1.{, f

ri.5i;0 0.(rl9l

0.691J

U./JJO

0 . 8068 0.8s08_

0.836t1

0 . 9155 0.9331 0.95S.1 r).963.i

].65

0.0338 0. r459 0.2550 0. 5595 0. J569 0. s465 0.6270 0. 69S I 0. 7595

0.al16 0.8548

0 . 3900

0 . 9181 0. 9400 0.95(i9 ().969S

t.l

0.0.r51 0. 1569 0.2657 0. 3694 o .4662 0.55J9

0 .63,t6

0 .70l7 0.765 I 0.8163 0.8sti6 0.g9ir

0.9205 0.9419 0.9583 0.9706

1.75

0. ^{()5(' I} 0. I 680 0 . I ^7(..1 0.571) I

0 ..1 7-':5

0..5()ri

0.6,[0

0.7112 0.;107

0. [i]09

0.3(r2,1

0 . ^S1)(r I 0 . 92 29 0.9.138 0.9'197 0.9716

.l .3

0 .0676 0. I 790 0.2369 0.5893 0..r8.r7 0.5716

0 . 6.r 9.t U./l/J 0.7761

0.8ls.l 0.86(rl 0.s991 0.9252 0.9456 0.9611 0.971(r

1.9

0.0789 0. I 900 o .297,t 0.3992 0..19.t;

0.5793 0.6566 0.72:i8

0 .781.1

0.8199

0 . 8698

0.9ol0 0.9275 0.9{75

0.962,1 0.97.15r

2.0

0 .090 I 0. 2009 0.5079

0 . .1090 0. s027 0.5879 0.6658 0.7300

0 .7867 0. 85n 2

o.b;ss

0 . 1)o.r

I

0.9297 0. 9490 0.9637 0.9745

2.1

0 . l0l3

0.2118 0.3183 0.1137

0.5il7

I ^{. ses9}

0 .670s 0. 756 I

0 .79 l8

0.8385

0 .8768 o.to76 0.95 l9

0 .9507 0. 9519

0.9;54

2.2

0.:t-l(

().(-ll(r3 t).9901 _0.98.18 0.98(r7 11.t-)l{91 0.99:8 0.9953 0.9970 0.9981

Jadual

Nilai

Fungsi Ralat

oooo0000o