(ing. Meccanica, Elettrica, Elettronica, Navale, Materiali)
(ing. Civile, Edile, Ambientale)
Termodinamica
Una
portata
d'acqua di raffreddamento di un impianto di produzione di energia
entra in una torre evaporativa alla temperatura
.
L'acqua viene raffreddata
nella torre sino alla
temperatura
per mezzo della portata di aria
che entra alla temperatura
,
umidità relativa
ed esce in condizioni di saturazione alla temperatura
.
Utilizzando il diagramma psicrometrico allegato e trascurando la potenza del ventilatore si determini
la portata aria
;
la
portata di acqua evaporata
;
Trasmissione del calore
In un tubo di lunghezza L = 5 m e di diametro interno di= 3 cm scorre acqua che deve essere riscaldata dalla temperatura te = 15 °C alla temperatura tu = 65 °C. Il tubo è dotato di una resistenza elettrica che provvede al riscaldamento uniforme attraverso la superficie del tubo.
Se
il sistema deve fornire una portata
di acqua calda, determinare:
la potenza che deve erogare la resistenza elettrica;
il
coefficiente di scambio medio tra tubo e fluido
;
La temperatura della superficie interna del tubo all'uscita.
Le proprietà dell'acqua alla temperatura media di film sono:
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per i calcoli si utilizzi, dopo averne giustificato l'applicabilità la formula
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Termodinamica
dal diagramma psicrometrico si ottiene
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Bilancio di massa sull'acqua
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Bilancio entalpico su tutta la torre evaporativa
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risolvendo per
si ottiene
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la portata in massa di acqua evaporata è
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Trasmissione del calore
Area sezione trasversale
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Area superficie laterale
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Portata in massa
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il flusso termico fornito è uguale alla potenza della resistenza elettrica
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flusso termico specifico
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velocità media nel condotto
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numeri di Reynolds e di Prandtl
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il moto è turbolento posso utilizzare la relazione
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= 1455 W/(m2 K)
temperatura del tubo all'uscita