Prova scritta di Fisica Tecnica - 09-01-2002

(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali ed Elettronica)

(ing. Civile, edile ed Ambientale)





Termodinamica


Un impianto frigorifero a compressione di vapori funzionante con fluido R134a opera tra la temperatura di evaporazione e di condensazione , in queste condizioni estrae un flusso termico pari a alla temperatura . Trascurando il sottoraffreddamento del liquido saturo, il surriscaldamento del vapore saturo e considerando un rendimento isoentropico di compressione pari a , utilizzando il diagramma allegato si chiede di:

  1. tracciare il ciclo in un diagramma T-s;

  2. calcolare il flusso termico asportato se la temperatura di condensazione viene aumentata a mantenendo costante la portata di fluido frigorigeno ;

  3. il coefficiente di effetto utile in entrambi i casi.



Trasmissione del calore


Si vuole utilizzare un impianto a pavimento per il riscaldamento di una camera, la sezione del pavimento con le dimensioni è riportata in figura, procedendo dall'alto verso il basso gli strati sono formati da: parquet in legno avente conducibilità termica , massetto sopra i tubi con , massetto sotto i tubi dello stesso materiale, isolante , soletta in cemento . La temperatura dell'ambiente da riscaldare e la resistenza termica convettiva specifica sono pari rispettivamente a ed , mentre la temperatura dell'ambiente sotto al pavimento e la resistenza specifica sono pari a ed . Per ragioni di comfort termico la temperatura superficiale del pavimento non deve superare un valore limite, fissato dalle norme, pari a . I tubi entro cui scorre acqua con diametri e sono in polietilene e posizionati con un passo di T=0,2 m. In queste condizioni si chiede di determinare:


  1. il flusso termico specifico scambiato con l'ambiente superiore;

  2. la temperatura all'asse dei tubi ;

  3. il flusso termico specifico scambiato con l'ambiente inferiore ;

  4. il flusso termico per unità di lunghezza scambiato per ogni tubo ;

  5. la temperatura media di flusso dell'acqua considerando una temperatura esterna del tubo pari a , ed il coefficiente convettivo interno pari a .


Termodinamica


dal diagramma si legge per


, ,


per il caso


, ,





Trasmissione del calore


Resistenza degli strati sopra ai tubi esclusa la resistenza di convezione

Resistenza degli strati sotto ai tubi


temperatura all'asse dei tubi


flusso termico verso il basso

flusso termico per unità di lunghezza per ogni tubo


Resistenza termica tubo in polietilene