A ANKEPADA CALON Lampiran KETUA PENGAWAS : Sila pungut Peringatan UNIVEIZSITI SAINS MALAYSIA Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 2002/2003 Februari / Mac 2003 JNK 504/3 - Penyejukan & Penyaman Udara Masa : 3 jam Sila pastikan bahawa kertas soalan ini mengandungi SEPULUH (l0~ mukasu.rat dan TUJUH (7) soalan yang bercetak serta SEPULUH (10) halaman lampirm sebelum anda memulakan peperiksaan . Sila jawab LDMA (5) soalan sahaja dan tidak melebihi dari TIGA (3) soalan dari setiap bahagian. l . Jadual stim akan dibekalkan oleh Jabatan Pendaftar [ 10 mukasurat] Setiap soalan mestilah dimulakan pads mukasurat yang baru. (a) KESELUR N kertas soalan ini (tanpa diceraikan mana-mana muka surat) dan mana-mana kertas soalan peperiksaan ini yang berlebihan untuk dikembalikan kepada Bahagian Peperiksaan, Jabatan Pendaftar, USM . 1 . Sila pastikan bahawa anda telah menulis angka giliran dengan betui
20
Embed
JNK504/3-Penyejukan&PenyamanUdara · Drawthecycleonap-hdiagram. Terangkan kebaikan dan keburukan ammoniayang digunakan sebagai bahanpenyejuk. atau or Lukiskankitarpadagambarajahp-h.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
A
ANKEPADA CALON
Lampiran
KETUA PENGAWAS : Sila pungut
Peringatan
UNIVEIZSITI SAINS MALAYSIA
Peperiksaan Semester KeduaSidang Akademik 2002/2003
Februari / Mac 2003
JNK 504/3 - Penyejukan & Penyaman Udara
Masa
:
3 jam
Sila pastikan bahawa kertas soalan ini mengandungi SEPULUH (l0~ mukasu.rat danTUJUH (7) soalan yang bercetak serta SEPULUH (10) halaman lampirm sebelum andamemulakan peperiksaan .
Sila jawab LDMA (5) soalan sahaja dan tidak melebihi dari TIGA (3) soalan dari setiapbahagian.
l .
Jadual stim akan dibekalkan oleh Jabatan Pendaftar
[ 10 mukasurat]
Setiap soalan mestilah dimulakan pads mukasurat yang baru.
(a)
KESELUR
Nkertas soalan ini (tanpa diceraikan mana-mana muka surat)dan mana-mana kertas soalan peperiksaan ini yang berlebihan untukdikembalikan kepada Bahagian Peperiksaan, Jabatan Pendaftar, USM.
1 . Sila pastikan bahawa anda telah menulis angka giliran dengan betui
BA1`IAGIAN A
atauor
[JNK 50413]
S1.
[a]
Lakarkan kitar mampatan wap prakfikal pada gambarjah p-h dan T-s.Labelkan setiap titik pada gambarjah-gambarajah berkenaan dantunjukkan lokasi perbandingan pada garisan dan gambarajah bloksistem penyejukan . Pada gambarajah p-h tunjukkan kesan penyejukan,haba pemampatan dan haba pembuangan. Apakah hubungan arithmatikketiga-tiga parameter ini ?
Sketch a practical vapour compression cycle on p-h and T-s diagrams. Labeleach point on the diagrams and show the comparable location on a line andblock diagram of the refrigeration system . On the p-h diagram show therefrigerating effect, heat ofcompression and heat of rejection . What is theirarithmetic relationship?
(50 markah)
[b]Bagaimanakahaliran isipadu per kilowatt penyejukan dan pekali prestasibagi pemampat unggul berubah dengan suhu sejatan yang beroperasipada suhu pe eluwapan malar ?
How does volume flow per kilowatt of refrigeration and coefficient ofperformance for an ideal compressor vary with evaporating temperatureoperating under constant condensing temperature?
(50 markah)
Dengan bantuan gambarajah, terangkan bagaimana air disejukkan didaiam menara penyejuk ?
With the aid ofa diagram, describe how water is cooled in a cooling tower?(50 markah)
S2.
[a]
Apakah peranan peranti kawalan aliran ? Namakan jenisjenis perantikawalan aliran .
What are the purposes offow control device? Name the types offlow controldevice
(35 markah)
[b]Dengan bantuan lakaran terangkan fungsi-fungsi dan penggunaanpenumpuk sedutan. Nengapaka pentingnya menggunakan flub kapiiarisebagai peranti pengembangan ?
With the aid of a sketch explain the functions and applications of suctionaccumulator. Why is it important in systems using capillary tube as theexpansion device?
(35 markah)
Draw the cycle on a p-h diagram.
Terangkan kebaikan dan keburukan ammonia yang digunakan sebagaibahan penyejuk.
atauor
Lukiskan kitar pada gambarajah p-h.
[b
' akan kuasa diperlukan oleh pemampat-pemampat.
Calculate the power required by the compressors .
504/3]
Describe desirable and undesirable features of ammonia for use as arefrigerant.
(30 arkah)
[d]Apabila mempertimbangkan sistem penyejukan sebagai penyamananudara di dalam kapal terbang penumpang dan kapal selam apakahfaktor-faktor utama yang perlu dipertimbangkan ? Sistem-sistem apakahyang anda syorkan berdasarkan kepada pertimbangan-pertimbangantersebut ?
In considering refrigerating systems for air conditioning a passenger aircraftand a submarine what are the most important factors that need to beconsidered? Which systems would you then recommend based on thoseconsiderations?
(30 markah)
S3.
Satu sistem ammonia dua peringkat menggunakan penyingkiran gas kilat danpenyejukantara beroperasi pada kitar yang ditunjukkan dalam Rajah S3. Suhupemeluwapan ialah 35°C. Suhu tepu bagi penyejat suhu-antara ialah 0°C dankapasid ialah 90 kW. Suhu tepu bagi penyejat suhu-rendah ialah -40°C dankapasid ialah 170 kW penyejukan .
A two-stage ammonia system using flash gas removal and intercooling operates onthe cycle shown in Figure Q3. The condensing temperature is 35°C. The saturationtemperature of the intermediate - temperature evaporator is 0°C, and its capacity is90 kW The saturation temperature ofthe low- temperature evaporator is - 40T, andits capacity is 170 kW ofrefrigeration .
(20 markah)
Apakah kadar pemampatan bahan penyejuk oleh pemampat peringkattinggi ?
What is the rate ofrefrigerant compressed by the high stage compressor?(30 markah)
(30 markah)
[c]
Kirakan pekaii prestasi.
Calculate the coefficient ofperformance
Rajah S3 Gambarajah skima bagi sistem pelabagai tekananFigure Q3 Schematic diagram ofthe multipressure system
What is thepurpose ofusing a heat exchanger in a vapour absorptionrefrigeration system?
[JNK 504/3]
(20 markah)
S4.
[a]
Apakah tujuan penggunaan penukar haba rli dala
sistem penyejukanpenyerapan wap ?
(20 markah)
Penjana 100°CPemeluwap 36°CPenyejat
10°C danPenyerap 28°C
[JNK 504/3]
[b]
Sistem penyerapan air lithium-bromida dengan penukar haba sepertiyang ditunjukkan pada Rajah S4 beroperasi pada suhu-suhu berikut
Suhu larutan pada masukan kepada penjana ialah 50°C. Kadar alir jisimyang ' antar oleh pam larutan ialah 0.55 kg/s .
In a lithium-bromide water absorption system with a heat exchanger as shownin Figure Q4 operates at thefollowing temperatures :
Generator 100°CCondenser 360CEvaporator
10°CandAbsorber 28°C.
The solution temperature at entry to generator is S0C. The mass rate flowdelivered by the solution pump is 0.55 kg/s.
(i)
Kirakan pe indahan haba dari atau ke penjana, penyejat,pemeluwap dan penyerap, dan
Calculate the heat transfer to or from the generator, condenser,evaporator and absorber, and
(ii)
Kirakan pekali prestasi bagi kitar.
Calculate the coefficient ofperformance ofthe cycle.
Apakah Unit Pengendali Udara (AHU)? Apakah komponen-komponenutamanya ?
What is an Air Handling Unit (AHU)? What are its main components?(25 markah)
[b]
Apakah jenis sistem penyamanan udara yang disyorkan bagi pejabatpelbagai tingkat di Pulau Pinang ? Lukiskan gambarajah s ' a bagisistem dan labelkan komponen-komponen utama.
What type ofair conditioning system would you recommendfor a multi storeyoffice building in Penang? Draw a schematic diagram ofthe system and labelthe main components.
(50 mar
)
(25 markah)
S6.
Satu sysem penyamanan udara bagi bangunan pejabat kecil hendakdirekabentuk. Rekabentuk adalah berasaskan kepada m umat-maklumat berikut
Keadaan rekabentuk diluar
350C DB, 28 °C WBKeadaan rekabentuk di dala
26°C DB, 50%Gandaan haba deria bagi bilik
45 kWGandaan haba lakuran bag! bilik
9kWUdara luar bagi memennhi keperluanpengudaraan
0.95 m3/s
[3NK 504/3]
Satu gegelung pengembangan terns Freon 134a dengan faktor pirau 0.2akan digunakan. Analisa masalah pada carta psikometri dan tentukan
A summer air conditioning systemfor a small office building is to be designed.The design would be based on thefollowing information :
Outside design conditions
35°CDB, 28 0C WBInside design conditions
26°CDB, 50%RHRoom sensible heat gain
45kWRoom latent heat gain
9kWOutside air to meet ventilation requirement
0.95 m3/s
A direct-expansion Freon 134a coil with a bypassfactor of0.2 will be used.Analyse the problem on apsychrometric chart and determine thefollowing:
faktor-haba deria.
sensible-heatfactor.
[b]
titik embun bagi perkakas billk.
the room apparatus dew point
[c
suhu udara yang
eninggalkan gegelung .
temperature ofair leaving coil(20 markah)
[d]
kuantiti udara keseluruhan yang diperlukan dalam meter padu per saat.
total air quantity required in cubic metre per second.
[e]
suhu bagi udara campuran yang memasuki gegelung.
temperature ofmixed air entering coil
(15 markah)
(20 markah)
(15 markah)
(15 markah)
. . .7/-
-8-
titikembun perkakas gegelung.
coil apparatus dew point
S7.
[a]
Tunjukkan profil tekanan jumlah melawan jarak bagi sistem pengagihanudara yang ditunjukkan dalam Rajah S7[a] di bawah. Kehllangantekanan bagi setiap elemen disenaraikan dalam Jadual S7[a] di bawah.
Show the total pressure profile against distance ofthe air distribution systemshown in Fig Q7[a] below. Pressure losses at each of the elements have beenlisted in Table Q7[a] below.
Rajah S7[a] Paparan skima bagi sistem pengagihan udaraFig Q7[a] Schematic layout ofthe air distribution system
Jadual S7[a] Kehiiangan tekanan pada elemen berbezaTable Q7[a] Pressure losses at different elements
[JNK 504/3]
(15 markah)
ElemenElement
Kehiiangantekanan
keseluruhan
TotalpressureLoss (Pa)
10 20 20 60 35 8 153
(20 markah)
[b]Satupakej penyamanan udara menyejukkan empat bilik di dalam sebuahpangsapuri. Paparan sldma bagi sistem salur dan kadar allr isipadu kesetiap bilik ditunjukkan dalam Rajah S7[b] . Panjang bag! bahagian-bahagian salur disenaraikan dalam Jadual S7[b].
A packaged air conditioner serves four rooms in an apartment. The schematiclayout ofthe duct system and the volume flow rate to each room is shown inFigure Q7[bJ . The length ofthe duct sections are listed in Table Q7[b].
Kirakan saiz bagi sistem salur menggunakan kaedah samageseran . Salur mestilah dibina dari bahagian-bahagian bulatpiawai dengan diameter dalam pertambahan 25 mm. Halajuudara pada bahagian pertama mestilah tidak melebihi 8 m/s.
Size the duct system using equal friction method. The duct shall be ofstandard round sections with diameters in increments of25 mm. Theair velocity in thefirst section is not to exceed 8 m/s.
Anggarkan tekanan statik di dala
indeks larian bagi rangkaiansalur . Terdapat jatuhan tekanan 25 kPa pada setiap keluaranpada E,F,G dan H. Di dalam pengiraan, pertimbangkankerintangan yang disebabkan oleh penyambungan sebagai satuper empat panjang salur.
Estimate the static pressure in the index run ofthe duct network. Thereis a pressure drop of25 Pa at each ofthe outlet grilles at E, F, G andH. In the calculation, consider the resistance due to thefittings as onefourth that ofthe duct length
0.5 an3/s
0.5 m31s
Rajah S7[b] Paparan s '
a salur bagi sistem salurFigure Q7b Schematic layout ofduct ofthe duct system
(65 mirkah)
(15 mirkah)
-10-
Baha~gianSection
Panjang(M)
Length(m)
AB
2
BC
4
CD
4
DE
8
B
7
CG
3
DF
2
Jadual S7jb] Panjang bagi bahagian salurTable Q7(b] Length ofDuct Sections
-00000000-
[JNK 504/3]
0
00
0
O
0tV
00
0
O
Ott
NN0O
0
0
0
N
Pressure-enthalpy diagram of superheated ammonia ya or231/£ui'ouingoA aljpodS
0
0
0
0
0
o O o 00 00O
N
0
tt
N
C> O Cd 01C> ID
ea `ainssaid
00
00a
0
r Q
O
O
0
ON
c~ .
'MISSION-alkM.'sIrgKammi"I1 ~L "11 1
~woa F9 r_ "
SAMW,
I1131111fiI 111
U11~
,
~t ~. " -a I
l
. "11 L'lowo'sili1~~~~ltt~ts211 WIHSlawk
,ELIFAitialliti~p Vt 1
a ammi,r
'~ow
, ` `Km
IN
[JNK 504/31
LAMPIRAN
aN
00
0
0O
a
a
O
0N
OOhO
0
ON
C
0
dbd.ddv
ts.
0
00
OM
i 0
l
1~~111
a10
0 T0 Lz ..Lr (Md
MO I] 1J1 11110111
mkO
MON 1MN1011' nmn
2.C~ONM O O O O O O c+~
O OL\ coM N
Table-A-3 Ammonia : Properties of liquid and saturated va~or3
Table A-3 Ammonia:properties of liquid and sa#=te i rap*L3