Prova scritta di
Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II –
11.01.2005
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
Un impianto frigorifero domestico
con congelatore, opera con R134a e funziona secondo lo schema di figura, nel
quale vi sono due evaporatori A e B, funzionanti
rispettivamente alla temperatura t4
e t7, mentre il
condensatore funziona alla pressione p2
= p3. All’uscita
dell’evaporatore A la portata di fluido
refrigerante, nelle condizioni 5, viene laminata e portata alla medesima
pressione della portata
in uscita
dall’evaporatore B alle condizioni 8, e con questa miscelata adiabaticamente
prima dell’ingresso nel compressore alle condizioni 1.
Noti i flussi termici asportati nei
due evaporatori, e
, e nelle ipotesi che la compressione sia isoentropica, che all’uscita
del condensatore si abbia liquido saturo, ed
all’uscita degli evaporatori si abbia vapore saturo secco, tracciare
qualitativamente il ciclo sui piani (p,
h) e (T, s) e, servendosi del
diagramma allegato, calcolare:
1)
La
portata di refrigerante nell’evaporatore A,
;
2)
La portata di refrigerante nell’evaporatore B, ;
3)
L’entalpia del fluido refrigerante dopo la
miscelazione, h1;
4)
La potenza meccanica spesa al compressore, ;
5)
Il flusso termico smaltito dal condensatore, ;
6) Il coefficiente di effetto utile del ciclo ε, definito sempre come rapporto fra effetto utile e potenza spesa.
TEMA |
t4 [°C] |
t7 [°C] |
p2 [MPa] |
|
|
A |
5 |
-20 |
1 |
1.0 |
0.5 |
B |
5 |
-10 |
1 |
1.5 |
0.65 |
Un termosifone ha la forma di una piastra rettangolare
sottile, disposta verticalmente, avente altezza H e larghezza W. La piastra, la cui temperatura superficiale è pari a tp, è
collocato in una stanza in cui l’aria è alla temperatura t∞, mentre le
pareti hanno una temperatura superficiale tamb = t∞. Sapendo che
l’emissività della superficie della piastra è pari a ε, calcolare:
1)
La potenza termica scambiata dalla piastra per
convezione, qcon
[W];
2)
La potenza termica scambiata dalla piastra per
irraggiamento, qirr
[W].
Note:
§ Per valutare il coefficiente di scambio termico convettivo, si utilizzi,
giustificando, la correlazione di Churchill e Chu (Int. J. Heat Mass Transfer, 1975), valida
per lastre piane e cilindri di diametro elevato disposti verticalmente:
§ 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 |
H [m] |
W [m] |
tp [°C] |
t∞ [°C] |
ε |
A |
0.65 |
1.10 |
70 |
20 |
0.8 |
B |
0.60 |
0.95 |
60 |
20 |
0.7 |
Soluzioni
Esercizio
1
Gruppo A |
Gruppo B |
1)
2)
3)
h1 =
396 kJ/kg
4)
5)
6)
ε =
3.13 |
1)
2)
3)
h1 =
399 kJ/kg
4)
5)
6)
ε =
4.14 |
Esercizio 2
Gruppo A |
Gruppo B |
1)
qcon = 278 W 2)
qirr = 420 W |
1)
qcon = 172 W 2)
qirr = 223 W |