Prova scritta di Fisica Tecnica - 03.07.2000

(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali, Elettronica, Civile, Edile, Ambientale)

 

 

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NOME e COGNOME                         CORSO di LAUREA                                     Voto

 

 

Esercizio 1

Un compressore centrifugo a due stadi con refrigerazione intermedia aspira aria alla temperatura T1 = 300 K ed alla pressione p1 = 100 kPa, e la comprime alla pressione p2 = 2 MPa.
Il refrigeratore la raffredda, a pressione costante (p2 = p3), sino alla temperatura T3 = 360 K.
La pressione di uscita del secondo stadio è p4 = 16 MPa. Il rendimento isoentropico del primo stadio è (
hic)12 = 0.9 e l'aria esce dal secondo stadio alla temperatura T4 = 680 K.
Entrambi gli stadi sono adiabatici ed il refrigeratore scarica il calore Q23 nell'ambiente esterno alla temperatura Ta = 300 K.

Determinare:

1.     La quantità Q23 [kJ/kg] di calore scaricata dal refrigeratore;

2.     Il rendimento isoentropico del secondo stadio;

3.     La produzione di entropia dell'intero processo
(
Dsirr)eu [kJ/(kg K)].

 

Nota:

Si tratti l'aria come un gas ideale avente R = 0.287 [kJ/(kg K)] e
k = cp/cv = 1.4

 

 

 

 

Esercizio 2

Su un noto quotidiano nazionale, in un servizio sulle ricerche in corso sull'ipotermia, veniva indicato che la perdita di calore dal corpo umano, in acqua a 10 °C, è trenta volte maggiore che in aria alla stessa temperatura.

Verificare la veridicità di tale affermazione, approssimando il corpo umano, ai fini dello scambio termico, come un cilindro disposto verticalmente, di altezza H = 1.8 m e diametro D = 0.3 m, per il quale la perdita di calore avvenga, per convezione naturale, solo dalla superficie cilindrica assunta a temperatura uniforme e pari a 25 °C.

Note:

Aria:     k = 0.0293 W/(m k);     n = 19.91´10-6 m2/s;     a = 28.4´10-6 m2/s

 

 


Soluzioni

Esercizio 1

 

1.        

           

           

 

2.        

           

3.

           

 

Esercizio 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Quindi: