(ing. Meccanica, Elettrica, Elettronica, Navale, Materiali)
(ing. Civile, Edile, Ambientale)
Termodinamica
Una
portata
d'acqua di raffreddamento di un impianto di produzione di energia
entra in una torre evaporativa alla temperatura
.
L'acqua viene raffreddata
nella torre sino alla
temperatura
per mezzo della portata di aria
che entra alla temperatura
,
umidità relativa
ed esce in condizioni di saturazione alla temperatura
.
Utilizzando il diagramma psicrometrico allegato e trascurando la potenza del ventilatore si determini
la portata aria
;
la
portata di acqua evaporata
;
Trasmissione del calore
In un tubo di lunghezza L = 5 m e di diametro interno di= 3 cm scorre acqua che deve essere riscaldata dalla temperatura te = 15 °C alla temperatura tu = 65 °C. Il tubo è dotato di una resistenza elettrica che provvede al riscaldamento uniforme attraverso la superficie del tubo.
Se
il sistema deve fornire una portata
di acqua calda, determinare:
la potenza che deve erogare la resistenza elettrica;
il
coefficiente di scambio medio tra tubo e fluido
;
La temperatura della superficie interna del tubo all'uscita.
Le proprietà dell'acqua alla temperatura media di film sono:
per i calcoli si utilizzi, dopo averne giustificato l'applicabilità la formula
Termodinamica
dal diagramma psicrometrico si ottiene
Bilancio di massa sull'acqua
Bilancio entalpico su tutta la torre evaporativa
risolvendo per
si ottiene
la portata in massa di acqua evaporata è
Trasmissione del calore
Area sezione trasversale
Area superficie laterale
Portata in massa
il flusso termico fornito è uguale alla potenza della resistenza elettrica
flusso termico specifico
velocità media nel condotto
numeri di Reynolds e di Prandtl
il moto è turbolento posso utilizzare la relazione
= 1455 W/(m2 K)
temperatura del tubo all'uscita