Aviatik 2011/1
Studiengang Aviatik der ZHAW
Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner, selbst verfasste Formel- und Beispielsammlung ohne Übungsaufgaben, Wörterbuch für fremdsprachige Studierende. Zusätzlich zu Ihrer Zusammenfassung dürfen Sie zu dieser Prüfung auch eine Protokollseite (A4) pro Experiment des Modellierkurses mitnehmen. Diese Seiten dürfen die physikalische Analyse mit Variablen und Gesetzen, sowie das Flowchart inklusive Formeln enthalten.
Daten:
- Gravitationsfeldstärke = 9.81 N/kg
- Dichte von Wasser = 1000 kg/m3
- Umgebungsdruck 100 kPa
Aufgabe 1
Um bei einem Bagger die Schaufel zu bewegen, muss Öl durch einen Hydraulikschlauch (laminare Strömung, Widerstand RV ) in einen Druckzylinder gepresst werden. Der Druck am Eingang des Schlauches wird mittels einer starken Pumpe auf einem konstanten Wert pPumpe gehalten. Zu Beginn des Vorgangs beträgt der Druck im Zylinder pZylAnfang. Die Kapazität CV des Zylinders ist konstant.
- Skizzieren Sie das Flowchart eines Modells, das Volumen, Volumenstrom und Druck im Zylinder simulieren kann.
- Geben Sie auch die Formeln für die dynamischen Variablen (die physikalische Grössen, die sich während der Zeit verändern können) an.
- Ergänzen Sie das Flowchart so, dass es die Energie berechnet, die in der Zuleitung dissipiert wird, und jene Energie, die während des Vorgangs zusätzlich im Zylinder gespeichert wird.
- Schreiben Sie wie bei 2. die zusätzlichen Formeln hin.
Hinweis für fremdsprachige Studierende: Ein Bagger ist eine grosse Baumaschine für das Ausgraben oder Bewegen von Erde und Fels.