Prova scritta di
Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 01.06.2004
Fisica Tecnica –
Esercizi 1 e 2; Fisica Tecnica I – solo
Esercizio 1; Fisica Tecnica II – solo
Esercizio 2
(Ing. Meccanica, Navale,
Elettrica, dei Materiali)
……………………….. .……………………….. …………………..……
NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto/i
Per una sala adibita a ristorante si vuole garantire, nella stagione estiva, una temperatura tA = 26 °C ed un valore dell’umidità relativa φA = 50% sapendo che:
§ Le condizioni termoigrometriche dell’aria esterna sono tE = 32 °C, φE = 70%;
§
La portata di vapore dovuta alle persone
presenti nella sala è = 13.6 kgv/h;
§
Il contributo sensibile del carico termico è
pari a = 38 kW;
§ La temperatura di immissione dell’aria nel locale è scelta pari a tI = 20 °C;
§
La portata d’aria immessa nel locale è
costituita per un terzo da aria esterna di rinnovo, e per due terzi da aria di
ricircolo, ;
§ L’umidità relativa dell’aria, all’uscita della batteria di raffreddamento, è φ1 = 90%.
Servendosi dell’allegato diagramma psicrometrico, determinare nell’ordine:
1) Il
carico termico totale , somma dei contributi sensibile
e latente
;
2) La pendenza della retta di esercizio Δh/Δx;
3) L’entalpia hI e l’umidità specifica xI dell’aria alle condizioni di immissione;
4) L’entalpia dell’aria alle condizioni della sala hA, ed alle condizioni esterne hE;
5) La
portata d’aria d’immissione ;
6) L’entalpia hM e l’umidità specifica xM dell’aria all’ingresso della batteria di raffreddamento;
7) L’entalpia h1 e l’umidità specifica x1 dell’aria all’uscita della batteria di raffreddamento;
8) Il
flusso termico da sottrarre nella
batteria di raffreddamento;
9) Il
flusso termico da fornire nella
batteria di postriscaldamento;
10)
La portata di condensato dalla batteria di
raffreddamento.
Nota:
▪
Per il calcolo delle proprietà del vapore si utilizzino i seguenti valori:
cpv = 1.875 kJ/(kg K), r0
= 2501 kJ/kg,
La trave di una struttura edilizia
è costituita da un profilato di acciaio (ρ
= 7800 kg/m3, k = 52 W/(m
K),
c = 520 J/(kg K) ) IPE140, illustrato
in figura, e le cui dimensioni sono h
= 140 mm, b = 73 mm, a = 4.7 mm ed
e = 6.9 mm.
Ai
fini della valutazione della resistenza al fuoco della struttura, si vuole
conoscere la temperatura della trave dopo un’esposizione di 30 minuti ad aria
alla temperatura t∞
= 800 °C, assumendo un coefficiente di scambio termico convettivo pari a 200
W/(m2 K), ed una temperatura iniziale della trave ti = 20 °C. Valutare la
temperatura finale della trave nelle due condizioni:
1) Trave non rivestita;
2) Trave rivestita da uno strato di materiale termoisolante, di spessore s = 10 mm e conducibilità termica kis = 0.13 W/(m K), trascurandone la capacità termica e l’incremento della superficie esposta al fluido.
Soluzioni
Esercizio
1
1) = 47.7 kW
2) Δh/Δx
= 12.5 kJ/gv
3) hI = 45
kJ/kga, xI
= 9.8 gv/kga
4) hA = 52 kJ/kga, hE = 87 kJ/kga
5) = 6.8 kga/s
6) hM = 63.7 kJ/kga, xM = 14 gv/kga
7) h1 = 40 kJ/kga, x1 = xI = 9.8 gv/kga
8) = 161 kW
9) = 34 kW
10) = 28.6´10-3 kgv/s = 103 kgv/h
Esercizio 2
1) t = 800 °C
2) t = 684 °C