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Prova scritta di Fisica Tecnica Ambientale – 1.02.2005
( Ing. Civile, Edile, Ambientale)
Esercizio 1
Per
condizionare un ambiente si utilizza un sistema di distribuzione
dell'aria a due tubi come presentato in figura. La portata d'aria
entra nel condotto superiore nelle condizioni 1, si riscalda
attraversando la batteria calda C uscendo da questa nella
condizioni 2, la portata di aria
entra nel condotto inferiore alle stesse condizioni 1
attraversa la batteria fredda F uscendo alla temperatura t3
in condizione di saturazione. Le due portate vengono
miscelate ottenendo la portata totale
nello stato 4. Si chiede, dopo aver tracciato qualitativamente le
trasformazioni in un diagramma Carrier, di determinare:
entalpia h ed umidità specifica x nelle condizioni 1, 2, 3;
la
portata di aria calda
e
di aria fredda
sapendo che la temperatura dell'aria miscelata è pari a t4;
l'umidità specifica dell'aria dopo la miscelazione x4;
il
flusso termico
fornito alla batteria calda C;
il
flusso termico
asportato dalla batteria F ;
la
portata di liquido condensato
nella batteria F.
Tema t1 t2 t3 t4 (kg/s)
(°C)
(%)
(°C)
(°C)
(°C) A 5,25 26 45 28 5 18 B 6 25 50 26 7 18
Per il calcolo della pressione di saturazione dell'acqua in funzione della temperatura si utilizzi l'espressione, con ps espresso in Pa e t in °C. :
Per il calcolo si utilizzino i seguenti valori:
cpa = 1,006 kJ/(kg K), cpv = 1,875 kJ/(kg K), r0 = 2501 kJ/kg, patm = 101325 Pa
Esercizio 2
Il
flusso termico specifico scambiato per convezione naturale da un
radiatore per impianti a termosifone è pari a
mentre il flusso termico scambiato per irraggiamento è
pari a
.La temperatura media della superficie esterna è ts1
e la temperatura dell'aria e delle pareti della stanza è
pari a ta. Inoltre si consideri piccola la
superficie del radiatore rispetto alle dimensioni della stanza e
valida la correlazione
si chiede, trascurando la variazione delle proprietà caratteristiche dell'aria al variare della temperatura:
il
valore del flusso convettivo
se,
a parità di altre condizioni, la temperatura superficiale
media fosse ts2.
nelle medesime condizioni
il valore del flusso termico radiativo
Tema ts1 ta ts2 (W/m2) (W/m2) (°C) (°C) (°C) A 500 300 80 20 70 B 600 400 85 18 -70
Esercizio 1
h1 = 50,2 kJ/kg
x1 = 0,00944 kgv/kga
h2 = 52,24 kJ/kg
x2 = x1
h3 = 18,6 kJ/kg
x3 = 0,00541 kgv/kga
x4 = 0,007686 kgv/kga
Esercizio 2