(ing. Meccanica, Elettrica, Elettronica, Navale, Materiali)
(ing. Civile, Edile, Ambientale)
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Tema A
Termodinamica
Per
condizionare un velivolo commerciale si segue lo schema d'impianto
rappresentato in figura. Una portata d'aria
kg/s viene spillata dai motori alla temperatura
°C e pressione
Pa, si raffredda isobaricamente
sino alla temperatura
°C, viene compressa sino alla pressione
Pa con rendimento isoentropico
.
Viene di nuovo raffreddata a pressione costante sino alla temperatura
°C per entrare poi in una turbina dove si espande sino alla
pressione
Pa con rendimento isoentropico
.
Considerando l'aria gas ideale con k=1,4
e M=28,97 kg/kmol si chiede di determinare:
il tracciamento qualitativo delle trasformazioni nel piano T-s;
la temperatura di
uscita dell'aria
;
il flusso termico totale scambiato con l'ambiente;
la portata volumetrica dell'aria nella condizione 5.
Trasmissione del calore
Una caldaia a gas è
dotata di un camino a tubi coassiali per l'aspirazione dell'aria
comburente e per l'espulsione dei fumi. Il diametro del tubo interno
di spessore trascurabile è d=80
mm, mentre quello del tubo esterno è D=125
mm. La portata d'aria richiesta è
kg/h con calore specifico
kJ/(kg K) e scorre nel tubo esterno, la portata dei fumi è
kg/h, con calore specifico
kJ/(kg K), e scorre nel condotto interno. La temperatura d'ingresso
dell'aria è
°C, mentre i fumi all'uscita della caldaia hanno una temperatura
°C. Affinchè non ci siano problemi di condensazione del
vapore nei fumi la minima temperatura ammissibile è
°C. Nel condotto interno il coefficiente di scambio termico è
pari a
W/(m2
K), mentre in quello esterno è pari a
(W/m2
K). Si chiede di calcolare
il tracciamento dei profili di temperatura per i due condotti;
la massima lunghezza ammissibile per il camino.
Termodinamica
Trasmissione del calore
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