This Pdf file is About the Subject of Mechanical engineering Final Year Subject Fabrication Technology.
Seat No.: ________ Enrolment No.______________
GUJARAT TECHNOLOGICAL UNIVERSITY DIPLOMA ENGINEERING – SEMESTER –5 (NEW) – EXAMINATION –WINTER–2022
Subject Code: 3351901 Date: 06–01–2023 Subject Name:THERMAL ENGINEERING–II Time:10:30 AM TO 1:00 PM Total Marks:70 Instructions: 1. Attempt all questions. 2. Make Suitable assumptions wherever necessary. 3. Figures to the right indicate full marks.
4. Use of simple calculators and non–programmable scientific calculators are permitted.
5. English version is authentic.
Q.1 Answer any seven out of ten. દશમ ાંથી કોઇપણ સ તન જવ બ આપો. 14
1. State the materials used for manufacturing of cylinder, piston rings, flywheel
and connecting rod.
૧. સસસિન્ડર, સપસ્ટન રરાંગ્સ, ફ્િ યવ્હીિ અને કનેક્ટાંગ રોડન ઉત્પ દન મ ટે વપર તી સ મગ્રી
જણ વો.
2. Define: 1) Stroke volume 2) Indicated thermal efficiency.
૨. વ્ય ખ્ય આપો; 1) સ્રોક વોલ્યુમ 2) ઈન્ડીકેટેડ થમમિ ક યમદક્ષતા.
3. Write two functions of fuel pump.
૩. ફ્યુિ પમ્પ ન બે ક યમ િખો.
4. Name any four expansion devices used in VCRS
૪. VCRS મ ાં વપર ત ચ ર એ્સ્પ ાંશન ડડવ ઈસીસ ન ન મ આપો.
5. What is Bypass factor in air–conditioning?
૫. એરકસન્ડશકનાંગ મ ાં બ યપ સ ફે્ટર એટિે શુાં?
6. Why we need alternate fuels?
૬. વૈકસલ્પક ઇંધણ ની જરૂર કેમ છે?
7. Write energy equivalent of 1 kg CNG with reference to petrol and diesel.
૭. 1 kg CNG નુાં એનર્જી સમકક્ષ િખો પેરોિ અને ડડઝિ ન સ પે્શ મ .
8. State the equation to find C.O.P for reversed Carnot cycle with usual
notations.
૮. સ મ ન્ય સાંકેતો સ થે સવપરીત ક નોટ સ ય્િ મ ટે C.O.P શોધવ નુાં સમીકરણ જણ વો.
9. Mention the chemical name and chemical formula for R–12 and R–22.
૯. R–12 અને R–22 મ ટે ર સ યસણક ન મ અને ર સ યસણક સૂત્રનો ઉલ્િેખ કરો.
10. List types of fans used in air–conditioning.
૧૦. એર કન્ડીશનીંગમ ાં વપર ત ફેન ન પ્રક રોની ય દી આપો.
Q.2 (a) Draw valve timing diagram for 4–S diesel engine. 03
પ્રશ્ન. ર (અ) 4–S ડીઝિ એસન્જન મ ટે વ લ્વ ટ ઇકમાંગ ડ ય ગ્ર મ દોરો. ૦૩
OR
(a) Draw a schematic diagram of a simple carburetor. 03
(અ) સરળ ક ર્બયુમરેટરની સ્કીમેડટક આકૃસત દોરો.
૦૩
(b) Describe the method of measuring Brake Power by Rope Brake
dynamometer.
03
2/4
(બ) રોપ બ્રેક ડ યન મોમીટર દ્વ ર બ્રેક પ વર મ પવ ની પદ્ધસતનુાં વણમન કરો. ૦૩
OR
(b) Describe Morse test. 03
(બ) મોસમ ટેસ્ટનુાં વણમન કરો. ૦૩
(c) Discuss the effect of emitted gases in atmosphere. 04
(ક) વ ત વરણમ ાં ઉત્સર્જમત વ યુઓની અસરની ચચ મ કરો. ૦૪
OR
(c) Write a short note on Bio–diesel. 04
(ક) બ યો ડીઝિ પર ટૂાંકી નોંધ િખો. ૦૪
(d) The following data was recorded during a test run made on a single cylinder,
four stroke engine.
Bore and stroke = 10 cm and 12.5 cm respectively
Dead load and spring balance reading = 60 N and 20 N
Effective radius of brake drum = 40 cm
Speed of engine = 2000 rpm
Indicated mean effective pressure = 0.25 MPa
Determine (i) Indicated Power (ii) Brake power (iii) Mechanical efficiency
04
(ડ) કસાંગિ સસસિન્ડર, ફોર સ્રોક એસન્જન પર કરવ મ ાં આવેિ ટેસ્ટ રન દરસમય ન
નીચેનો ડેટ રેકોડમ કરવ મ ાં આવ્યો હતો.
બોર અને સ્રોક = અનુક્રમે 10 સેમી અને 12.5 સે.મી
ડેડ િોડ અને કસ્પ્રાંગ બેિેન્સ રીરડાંગ = 60 N અને 20 N
બ્રેક ડ્રમની અસરક રક સત્રજ્ય = 40 સે.મી
એસન્જનની ઝડપ = 2000 આરપીએમ
ઈંડીકેટેડ સરેર શ અસરક રક દબ ણ = 0.25 MPa
શોધો (i) ઈંડીકેટેડ પ વર (ii) બ્રેક પ વર (iii) ય ાંસત્રક ક યમદક્ષત
૦૪
OR
(d) Following observations were obtained during trial taken on 2 Stroke I.C.
Engine. Bore = 24 cm, Stroke = 30 cm, RPM = 400, Indicated Mean effective
pressure = 360 KPa, Brake torque = 600 N–m, Fuel consumption = 9 kg/hr,
Calorific value of fuel = 43000 kJ/kg. Find: (i) Mechanical efficiency (ii)
Brake thermal efficiency (iii) bsfc.
04
(ડ) કસાંગિ સસસિન્ડર, 2–સ્રોક ઓઇિ એસન્જન મ ટે નીચેનો ડેટ રેકોડમ કરવ મ ાં આવ્યો હતો.
સરેર શ અસરક રક દબ ણ = 360 kPa, સસસિન્ડર વ્ય સ = 24 સે.મી., સપસ્ટન સ્રોક 30 સે.મી.,
એસન્જનની ઝડપ = 400 RPM, બ્રેક ટોકમ = 600 N.m.ફ્યુલ નો વપરાશ=9 kg/hr ફ્યુલ
ની કેલોરીફીક વેલ્યુ=43000 kJ/kg
ન્કી કરો (i) મીકેનીક્લ ક યમદક્ષત (ii) બ્રેક થમમલ ક યમદક્ષત (iii બી.એસ.એફ.સી
૦૪
Q.3 (a) List the merits and demerits of common rail direct injection system for diesel
engine.
03
પ્રશ્ન. 3 (અ) ડીઝિ એસન્જન મ ટે કોમન રેિ ડ યરે્ટ ઈન્જે્શન સસસ્ટમન ગુણ અને ખ મીઓની ય દી બન વો.
૦૩
OR
(a) Differentiate between S.I and C.I engine based on compression ratio,
operating pressure and air –fuel ratio.
03
(અ) કમ્પ્રેશન રેસશયો, ઓપરેરટાંગ પ્રેશર અને એર–ફ્યુઅિ રેસશયોન આધ રે S.I અને C.I એસન્જન વચ્ચે
તફ વત કરો.
૦૩
(b) Differentiate between hermetically sealed compressor and open compressor. 03
(બ) હમેડટકિી સીિ કરેિ કોમ્પ્રેસર અને ઓપન કોમ્પ્રેસર વચ્ચે તફ વત કરો. ૦૩
OR
3/4
(b) Classify the different compressors used in refrigeration systems. 03
(બ) રેડિજરેશન સસસ્ટમ્સમ ાં વપર ત સવસવધ કોમ્પ્રેસરનુાં વગીકરણ કરો. ૦૩
(c) List different types of evaporators used in VCRS and explain any one of them
..them.
04
(ક) VCRS મ ાં વપર ત સવસવધ પ્રક રન ઈવેપોરેટસમની ય દી બન વો અને તેમ ાંથી કોઈપણ એક
સમજાવો.
૦૪
OR
(c) Explain the effect of sub cooling and superheating on performance of VCRS
with a proper diagram.
04
(ક) VCRS ન પફોમમન્સ પર સબ કૂકિાંગ અને સુપરહીરટાંગની અસર યોગ્ય આકૃસત સ થે સમજાવો. ૦૪
(d) State the purpose of governing . Explain any one method of governing. 04
(ડ) ગવનીંગ નો હેતુ જણ વો. ગવનીંગની કોઈપણ એક પદ્ધસત સમજાવો. ૦૪
OR
(d) State the purpose of lubrication. Explain Charge lubrication system. 04
(ડ) લ્યુસબ્રકેશનનો હેતુ જણ વો. ચ જમ લ્યુસબ્રકેશન સસસ્ટમ સમજાવો. ૦૪
Q.4 (a) Draw a schematic diagram of VCRS and represent it on P–h and T–s graph
also.
03
પ્રશ્ન. ૪ (અ) VCRS ની સ્વછ આક્રુસત દોરો તેમજ તેને P–h તેમજ T–s આિેખ પર દશ મવો. ૦૩
OR
(a) Draw a schematic diagram of simple Vapor absorption system. 03
(અ) સરળ વેપર એર્બસોર્પશમન સીસ્્મ ની સ્કીમેટીક આક્રુસત દોરો. ૦૩
(b) Classify refrigerants based on its chemical composition and application point
of view.
04
(બ) રેડિજન્ટસ ને તેમન ર સ યસણક રચન અને એસર્પિકેશન્સ ન આધ ર પર વગીકરણ કરો. ૦૪
OR
(b) State and explain in brief the desirable thermodynamic properties of the
refrigerants.
04
(બ) રેડિજન્ટસની ઇચ્છનીય થમોડ યનેસમક ગુણધમો િખો અને તેને સવસ્તૃતમ સમજાવો. ૦૪
(c) A VCRS uses R–40 and operates between temperature limits of –10°C and
45°C.At entry to the compressor, the refrigerant is dry and saturated and after
compression it acquires a temperature of 60°C. Find the C.O.P of the system.
The relevant properties of R–40 are listed in the given table.
Saturation
temp °C
Liquid
enthalpy(hf)
kJ/kg
Vapor
enthalpy(hg)
kJ/kg
Liquid
entropy(sf)
kJ/kg–K
Vapor
entropy(sg)
kJ/kg–K
–10 45.4 460.7 0.183 1.637
45 133.0 483.6 0.485 1.587
07
(ક) VCRS R–40 નો ઉપયોગ કરે છે અને –10°C અને 45°C ની ત પમ ન મય મદ વચ્ચે ક યમ કરે છે.
કોમ્પ્રેસરમ ાં પ્રવેશ કરતી વખતે, રેડિજન્ટ શુષ્ક અને સાંતૃર્પત હોય છે અને કમ્પ્રેશન પછી તે 60°C
ત પમ ન મેળવે છે. સસસ્ટમનો C.O.P શોધો. R–40 ન સાંબાંસધત ગુણધમો આપેિ કોષ્ટકમ ાં
સૂસચબદ્ધ છે
Saturation
temp °C
Liquid
enthalpy(hf)
Vapor
enthalpy(hg)
Liquid
entropy(sf)
Vapor
entropy(sg)
૦૭
4/4
kJ/kg kJ/kg kJ/kg–K kJ/kg–K
–10 45.4 460.7 0.183 1.637
45 133.0 483.6 0.485 1.587
Q.5 (a) Sketch a simple diagram of I.C. Engine and state the functions of each part of
engine.
04
પ્રશ્ન. ૫ (અ) આઈ.સી.એંજીન ની એક સરળ રેખ કૃસત સ્કેચ કરો. એસન્જન અને એસન્જનન દરેક ભ ગન ક યો
જણ વો
૦૪
(b) What is psychrometry? Draw various psychrometric processes on the chart
and explain them.
04
(બ) સ ઈક્રોમેરી શુાં છે?સવસવધ સ ઈક્રોમેરીક પ્રડક્રય ઓ ચ ટમ પર દોરીને સમજાવો. ૦૪
(c) Define the following terms: 1) Wet bulb temperature 2) Relative humidity 3)
Saturated air.
03
(ક) વ્ય ખ્ય આપો 1) ભીન બલ્બનુાં ત પમ ન 2)સ પેક્ષ આર્દ્મત 3)સાંતૃર્પત હવ ૦૩
(d) A certain air has DBT of 25°C and relative humidity of 50%. Calculate the
following without using psychrometric chart. 1) partial pressure of vapor 2)
humidity ratio 3) enthalpy of air
Note: saturated vapor pressure at 25°C=0.0317 bar.
03
(ડ) ચો્કસ હવ મ ાં DBT 25°C અને સ પેક્ષ આર્દ્મત 50% હોય છે. સ યક્રોમેડરક ચ ટમ નો ઉપયોગ
કય મ સવન નીચેની ગણતરી કરો. 1) બ ષ્પનુાં દબ ણ 2) સ