Esercizio 1
Un compressore centrifugo aspira
una portata volumetrica d’aria allo stato
termodinamico 1 e la comprime fino allo stato termodinamico 2.
Le condizioni di aspirazione 1 sono : p1= 1 bar t1=20 oC w1= 30 m/s
Le condizioni di mandata 2 sono : p2= 4 bar w1= 90 m/s
Supponendo la trasformazione isoentropica e il gas ideale, calcolare:
Nota : considerare R=287,0 J/(kg K) e
k=1,4
Esercizio 2.
Si consideri un calorifero
schematizzato come una piastra sottile di altezza H=0,67 m e larghezza L=1.1
m. Il termosifone ha una temperatura
superficiale Ts=60 oC.
È posto all’interno di una stanza, che possiamo considerare di superficie molto
più grande di quella del calorifero, in cui la temperatura dell’aria e quella
delle pareti hanno una temperatura pari a .
Sapendo che l’emissività della
piastra è uguale a calcolare:
Note :
·
Considerare
le correlazioni:
Le proprietà termofisiche vanno valutate
alla temperatura di film
·
Per il
calcolo della potenza termica convettiva considerare 2 volte la superficie
della piastra, mentre per quella radiattiva considerare solo la superficie
della piastra
·
Per le
proprietà termofisiche utilizzare la seguente tabella:
t [oC] |
r [kg/m3] |
cp [kJ/(kg K)] |
k [W/(m K)] |
a [m2/s] |
m [kg/(m s)] |
n [m2/s] |
Pr |
gb/n2 [1/(m3 K)] |
20 |
1,193 |
1,007 |
0,0258 |
2,14 10-5 |
1,81 10-5 |
1,52 10-5 |
0,709 |
1,45 108 |
30 |
1,151 |
1,007 |
0,0265 |
2,29 10-5 |
1,86 10-5 |
1,62 10-5 |
0,706 |
1,24 108 |
40 |
1,118 |
1,008 |
0,0273 |
2,42 10-5 |
1,91 10-5 |
1,71 10-5 |
0,705 |
1,08 108 |
50 |
1,084 |
1,008 |
0,0280 |
2,56 10-5 |
1,96 10-5 |
1,80 10-5 |
0,704 |
9,33 107 |
60 |
1,051 |
1,008 |
0,0288 |
2,71 10-5 |
2,00 10-5 |
1,90 10-5 |
0,702 |
8,12 107 |
70 |
1,018 |
1,009 |
0,0295 |
2,87 10-5 |
2,05 10-5 |
2,01 10-5 |
0,701 |
7,05 107 |
80 |
0,987 |
1,009 |
0,0302 |
3,04 10-5 |
2,10 10-5 |
2,12 10-5 |
0,699 |
6,16 107 |
·
La
costante di Stefan Boltzmann vale s=5,67 10-8 W/(m2 K4)
Teoria
Soluzione
Esercizio 1
1° modo
Applico l’equazione dell’energia meccanica
Ma
Dep = R1-2 = 0
Per cui:
Per rispondere alla seconda domanda basta ricordare che la trasformazione è isoentropica.
2° modo
Applico il primo principio
t2 la ricavo con la formula già vista, per cui:
Esercizio 2
Scambio convettivo
Dalle tabelle ricavo:
Il numero di Grashof vale:
Scambio radiattivo
Ts = 60 + 273,15 = 333,15 K
Tp = 20 + 273,15 = 293,15 K