Prova scritta di
Fisica Tecnica II – 15.02.2005
(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)
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NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto/i
In condizioni stazionarie, la temperatura superficiale di una lampadina ad incandescenza è pari a ts quando l’aria ambiente si trova ad una temperatura t∞ e le pareti della stanza hanno una temperatura pari a tamb.
Approssimando il bulbo della lampadina come una sfera di diametro D ed emissività superficiale ε, calcolare il flusso termico q emesso dalla superficie della lampadina.
Note:
§
Per valutare il coefficiente di scambio termico
convettivo, si faccia uso, giustificando, della seguente correlazione (Churchill,
1983), valida scambio termico in convezione naturale da sfere:
§
Per le proprietà termodinamiche dell’aria, si
faccia uso della tabella allegata.
§
La costante di Stefan-Boltzmann vale σ = 5.67´ 10-8 W/(m2K4)
TEMA |
ts [°C] |
t∞ [°C] |
tamb [°C] |
D [mm] |
ε |
A |
125 |
25 |
25 |
40 |
0.8 |
B |
125 |
15 |
15 |
50 |
0.7 |
Soluzioni
dove A è la superficie della lampadina.
Per valutare il flusso convettivo è necessario, per
utilizzare la correlazione fornita, determinare il numero di Grashof e quindi il numero di Rayleigh
dove le proprietà termofisiche vanno valutate alla
temperatura del film
Ricavato
il numero di Nusselt dalla correlazione, il coefficiente convettivo si ottiene
dalla
Tema A |
Tema B |
q = 8.64
W (qconv = 4.72
W; qirr = 3.92 W) |
q = 13.34
W (qconv = 7.66
W; qirr =5.68 W) |
Il contributo delle due modalità
di scambio termico è comparabile. |