Prova scritta di Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 19.04.2004

Fisica Tecnica – Esercizi 1 e 2;    Fisica Tecnica I – solo Esercizio 1;   Fisica Tecnica II – solo Esercizio 2

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

 

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NOME e COGNOME                           CORSO di LAUREA                                                Voto/i

 

Esercizio 1

Una portata d’aria esterna = 2500 kg/h, alla temperatura tE = 30 °C ed umidità relativa φE = 55%, viene miscelata con una portata d’aria di ricircolo = 2000 kg/h, alla temperatura tA = 25 °C ed umidità relativa φA = 50%. Successivamente l’aria viene raffreddata e deumidificata fino alle condizioni ts = 12 °C e φS = 90%.

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

1.      L’entalpia e l’umidità specifica dell’aria nelle condizioni A, hA ed xA, e nelle condizioni E, hE ed xE;

2.      L’entalpia hM e l’umidità specifica xM della miscela;

3.      L’entalpia hS e l’umidità specifica xS dell’aria dopo il raffreddamento con deumidificazione;

4.      Il flusso termico qf da scambiare nella batteria di raffreddamento;

5.      La portata di condensato .

 

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  

 

 

 

 

Esercizio 2

Una termocoppia, il cui elemento sensibile (giunzione) è assimilabile ad una sfera di piccole dimensioni, è impiegata per misurare la temperatura ta dell’aria calda che scorre in un condotto, le cui pareti sono mantenute ad una temperatura ts = 125 °C, e fornisce il valore tter = 355 °C.

Calcolare la temperatura effettiva dell’aria assumendo l’emissività della giunzione della termocoppia pari a ε = 0.6, ed un coefficiente di scambio termico convettivo h = 80 W/(m2 K).

Nota:

§       La costante di Stefan-Boltzmann vale:
σ = 5.67
´ 10-8 W/(m2K4)


 

Soluzioni

 

Esercizio 1

1)        hA = 50.3 kJ/kga;    xA =   9.9  gv/kga
hE  = 67.8 kJ/kga;    xE  = 14.7 gv/kga

2)        hM =  60 kJ/kga;      xM = 12.6 gv/kga

3)        hS = 31.8 kJ/kga;     xS =   7.8  gv/kga

4)        qf  = 35.3 kW

5)        = 21.5 kgl/h

 



 

Esercizio 2

Ta = 683.7 K = 410.5 °C