Prova scritta di Fisica Tecnica - 28.06.1999

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


Esercizio 1

In un impianto di condizionamento invernale una portata d'aria esterna = 1500 kg/h, il cui stato è individuato dalla temperatura di bulbo asciutto tE = 5° C e dalla temperatura di bulbo umido (tE)u = 3° C, viene miscelata con una portata d'aria di ricircolo = 1000 kg/h, alla temperatura tA= 20° C ed umidità relativa j A = 60%. Dopo la miscelazione la portata totale viene riscaldata fino alla temperatura tI = 25 ° C.

Nelle ipotesi di pressione costante pari a 101.325 kPa, si chiede di determinare:

  1. la rappresentazione delle trasformazioni nel diagramma Carrier;
  2. l'umidità specifica xsat dell'aria a saturazione alla temperatura (tE)u;
  3. entalpia hE ed umidità specifica xE dell'aria esterna;
  4. entalpia hA ed umidità specifica xA dell'aria di ricircolo;
  5. entalpia hM ed umidità specifica xM del punto di miscelazione;
  6. la potenza termica richiesta per riscaldare la portata

sino alla temperatura tI.

Nota:

Si ricorda che la pressione di saturazione per l'acqua può venire valutata, per t³ 0° C, con la relazione approssimata:

dove ps(t) [Pa] è la pressione di saturazione, e t[° C] è la temperatura.

Le curve a temperatura di bulbo bagnato costante si considerino coincidenti con le isoentalpiche e per il calcolo dell'entalpia dell'aria umida si utilizzino i seguenti valori:

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

Risposte: b) xsat = 4.69 gv/kga; c) hE = 14.78 kJ/kga, xE = 3.89 gv/kga; d) xA = 8.74 gv/kga, hA = 42.3 kJ/kga;

e) hM = 25.8 kJ/kga, xM = 5.83 gv/kga; f) q = 9.86 kW


Esercizio 2

Una parete piana di altezza H = 3 m e larghezza L = 5 m separa un ambiente interno alla temperatura ti = 20° C dall'ambiente esterno alla temperatura te = -C. La parete è costituita dalla seguente successione di strati partendo dal lato interno:

materiale s (m) k (W/m K)
intonaco 0.02 0.35
forati 0.08 0.3
isolante 0.05 0.033
mattoni 0.20 0.5
intonaco 0.02 0.9

Nella parete sono posizionate due finestre di altezza Hf = 1.3 m e larghezza Lf = 1.5 m con trasmittanza - non comprensiva dei contributi convettivi - pari a Uf = 3.4 W/(m2 K). I coefficienti di scambio termico convettivo sono pari rispettivamente a hi = 8 W/(m2 K) sul lato interno, e he = 25 W/(m2 K) sul lato esterno. Si chiede di calcolare il flusso termico totale qtot che attraversa la parete e le finestre.

Risposte: Il problema può essere risolto, nell'ipotesi approssimata di flusso monodimensionale, utilizzando una delle due seguenti reti elettriche equivalenti:

Modello A:

wpe2.jpg (5633 byte)

Modello B:

wpe3.jpg (8269 byte)

 

I risultati, nei due casi, differiscono:


June 29th, 1999 - the WebMaster