Prova scritta di Fisica Tecnica Ambientale – 28.01.2003

( Ing. Civile, Edile, Ambiente e Territorio)




Esercizio 1


Un ciclo frigorifero a compressione di vapori funzionante con fluido R134a viene utilizzato per asportare un flusso termico qe alla temperatura di evaporazione t1. Al termine della compressione il fluido raggiunge la temperatura t2 mentre alla fine della condensazione si trova alla temperatura t3in condizione di liquido saturo. Utilizzando il diagramma allegato si chiede di determinare:


  1. il tracciamento qualitativo del ciclo in un diagramma T-s;

  2. la portata di fluido frigorigeno ;

  3. la potenza assorbita dal compressore

  4. il coefficiente di effetto utile del ciclo ε;

  5. il coefficiente di effetto utile del ciclo reversibile tra le stesse temperature massima e minima εrev

  6. il rendimento isoentropico del compressore ηic.


t1

t2

t3

qe

Gruppo

(°C)

(°C)

(°C)

(kW)

A

0

60

40

10

B

10

70

50

12







Esercizio 2


Per riscaldare un capannone industriale di dimensioni si deve fornire un flusso termico q tramite un tubo radiante di diametro d. La superficie del tubo di emissività εt è alla temperatura tt mentre la superficie interna del capannone di emissività εp è alla temperatura tp. In queste condizioni si chiede di calcolare:


  1. la lunghezza del tubo Lt considerando solo lo scambio termico per irraggiamento ;

  2. Il flusso termico scambiato per convezione naturale qc ipotizzando una temperatura dell'aria pari a tp .


Per il calcolo si utilizzi la seguente correlazione



KJ/(kg K)

W/(m K)

kg/(m s)

kg/m3

Aria

1,007

0,0258

1,81E-05

1,193






Costante di Boltzmann σ= 5,67 10-8 W/(m2K4)


A

B

H

εt

εp

tt

tp

q

d

Gruppo

m

m

m



°C

°C

kW

m

A

9,4

20

5

0,92

0,9

150

18

20

0,3

B

11

24

6

0,92

0,88

200

18

30

0,









Esercizio 1


h1 = 400 kJ/kg

h2 = 440 kJ/kg

h3 = 258 kJ/kg

h2' = 430 kJ/kg



Esercizio 2


A2 = 670 m2


; Pr = 0,706; Gr = 4,255 108 ; Nu = 91,28

qc = 16,03 kW