Prova scritta di Fisica Tecnica - 5 giugno 2000

(ing. Civile, Edile, Ambientale)



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NOME e COGNOME CORSO di LAUREA VOTO


Tema A


Termodinamica


Una portata d'aria kg/s, inizialmente a = 25 °C e = 70 % viene inviata ad una’unità di trattamento in cui subisce un raffreddamento con deumidificazione ed un post-riscaldamento.

Nell’ipotesi che all'uscita della batteria di raffreddamento si abbia = 100 % e che all'uscita della batteria di post-riscaldamento si abbia = 20 °C, = 40 %, si traccino le trasformazioni sul diagramma Carrier fornito. Si calcolino poi:

  1. il flusso termico necessario al raffreddamento con deumidificazione;

  2. la portata d’acqua condensata;

  3. il flusso termico necessario al post-riscaldamento.



Trasmissione del calore


Un tubo in acciaio, avente conduttività termica = 54 W/(m K), ha un diametro esterno = 15 cm ed uno spessore = 0,7 cm, ed è isolato con uno strato di materiale avente conduttività termica = 0,073 W/(m K) e spessore = 4,8 cm. All’interno del tubo scorre vapore surriscaldato alla temperatura = 500 K ed il coefficiente di scambio termico per convezione è = 35 W/(m2 K). La temperatura dell'aria esterna è = 300 K, ed il coefficiente di scambio termico per convezione è = 8 W/(m2 K). Si calcoli:

  1. il flusso termico disperso all'esterno se il tubo ha lunghezza L = 20 m;

  2. la temperatura all'interfaccia tra metallo ed isolante .



Termodinamica

Dal diagramma dell’aria umida:


h1 = 60 kJ/kg, x1 = 13,5 gv/kga


h2 = 21 kJ/kg, x2 = 6 gv/kga


h3 = 35 kJ/kg.



Quindi:



Trasmissione del calore


di = d2 - 2 s1 = 13,6 cm; ri = 0,068 m.

de = d2 + 2 s2 = 24,6 cm; re = 0,123 m.


Il flusso termico è:


La resistenza totale è:


Quindi: = 3060 W