Prova scritta di Fisica Tecnica I – 11.04.2006

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica, Navale)

 

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NOME e COGNOME                        CORSO di LAUREA                                         Voto/i

 

 

 

Esercizio

Una portata d’aria umida = 0.3 kga/s, alla temperatura t1 = 20 °C ed umidità relativa φ1 = 40 %, viene riscaldata in una batteria fino alla temperatura t2 = 30 °C, e successivamente viene mescolata ad una portata d’aria  alla temperatura t3 = 14 °C ed umidità relativa φ3 = 80 %.

Nell’ipotesi che la pressione sia costante e pari a p = 101.325 kPa, determinare:

a)      L’entalpia e l’umidità specifica dell’aria negli stati 1, 2 e 3;

b)      Il flusso termico fornito dalla batteria di riscaldamento;

c)      La portata  necessaria affinché la temperatura della portata  all’uscita del mescolamento sia t4 = 25 °C.

 

Note:

     La pressione di saturazione per l'acqua può venire valutata, per t³0°C, con la relazione approssimata:
     dove ps(t) [Pa] è la pressione di saturazione, e t[°C] è la temperatura.

     Per il calcolo delle proprietà dell'aria umida  si utilizzino i seguenti valori:

cpa = 1.006 kJ/(kg K),       cpv = 1.875 kJ/(kg K),        r0 = 2501 kJ/kg

Ma = 28.97 kg/kmol,     Mv = 18.02 kg/kmol  

 

 

 

 

Soluzione

 

a)      x1 = 5.80 gv/kga;   h1 = 34.8 kJ/kga

x2 = x1 = 5.80 gv/kga;   h2 = 45.0 kJ/kga

x3 = 7.96 gv/kga;  h3 = 34.2 kJ/kga


b)       = 3.06 kW


c)       = 0.136 kga/s


Prova scritta di Fisica Tecnica II – 11.04.2006

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)

 

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NOME e COGNOME                    CORSO di LAUREA                                         Voto/i

 

 

 

 

Esercizio

Una portata d'acqua (c = 4.187 kJ/(kg K))   = 200 kg/h, alla temperatura tm,i = 20 °C, viene riscaldata attraverso il passaggio in una tubazione, nella quale il flusso termico fornito all'acqua, per unità di lunghezza della tubazione, è espresso dalla relazione:

           q' = a + b x  [W/m]

dove i coefficienti sono a = 200 [W/m], b = 10 [W/m2], ed x [m] è la distanza assiale dalla sezione di ingresso.

Determinare:

  1. L'espressione analitica dell'andamento della temperatura tm(x) dell'acqua nella tubazione;
  2. La temperatura di uscita dell'acqua tm,o per una lunghezza della tubazione pari a 10 m.

 

 

Suggerimento

Si consideri un volume differenziale di controllo.

 

 

 

 

 

Soluzione

 

1.     

2.      30.8 °C