Prova scritta di
Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 20.07.2004
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
La
potenza meccanica resa disponibile da una piccola turbina ad aria, è
integralmente trasferita ad una pompa utilizzata per portare isoentropicamente
una portata di acqua (
= 1000 kg/m3) da p1 a p2.
La
portata dell’aria, considerata gas ideale a calori specifici costanti (k = 1.4, R =
0.287 kJ/(kg K)) è pari a
, l’espansione in turbina ha rendimento isoentropico
e la temperatura
dell’aria all’uscita della turbina è tu.
Calcolare:
1) La temperatura te
[°C] dell’aria all’ingresso in turbina;
2) La generazione di entropia [W/K] del processo.
Gruppo
|
|
p1 [MPa]
|
p2 [MPa]
|
|
|
tu [°C]
|
A
|
4
|
0.1
|
1
|
0.04
|
0.83
|
40
|
B
|
2.5
|
0.1
|
1.2
|
0.03
|
0.80
|
50
|
Un
elemento riscaldante elettrico a sezione circolare, di raggio r, deve fornire un flusso termico per
unità di lunghezza q’ ad una massa
d’acqua che si trova ad una temperatura, costante nel tempo, pari a t∞.
Noto
il coefficiente di scambio termico convettivo h, determinare:
1) La temperatura raggiunta dalla
superficie dell’elemento riscaldante;
2) La temperatura raggiunta dalla
superficie dell’elemento riscaldante dopo che su di esso si è depositato uno
strato di calcare di conducibilità termica k
e spessore s;
3) La temperatura sulla superficie
esterna dello strato di calcare nelle condizioni del punto 2.
Gruppo
|
r [cm]
|
q’ [W/m]
|
t∞ [°C]
|
h [W/(m2 K)]
|
k [W/(m K)]
|
s [mm]
|
A
|
1
|
1000
|
70
|
400
|
0.2
|
2
|
B
|
1.5
|
2000
|
50
|
600
|
0.2
|
2
|
Soluzioni
Esercizio
1
Gruppo A |
Gruppo B |
1)
te = 129.6 °C
2)
|
1)
te = 141.3 °C
2)
|
Esercizio 2
Gruppo A |
Gruppo B |
1)
t1 = 109.8 °C
2)
3)
t2 = 103 °C |
1)
t1 = 85.4 °C
2)
3)
t2 = 81.2 °C |