Prova scritta di
Fisica Tecnica II – 08.06.2005
(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)
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NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto/i
In un tubo avente un diametro
interno D = 30 mm entra, alla
velocità U = 0.4 m/s, dell’acqua alla
temperatura
tm,i = 10 °C.
Per una temperatura di parete del tubo costante e pari a ts = 90 °C, determinare la lunghezza minima L del tubo necessaria a garantire una temperatura di uscita dell’acqua pari a tm,o = 70 °C.
Note:
§
Per valutare il coefficiente di scambio termico
convettivo dell'acqua all'interno del tubo, si utilizzi, giustificando, la
correlazione di Dittus-Boelter:
dove L e D
rappresentano, rispettivamente, la lunghezza ed il diametro della
tubazione, le proprietà termodinamiche vanno valutate alla temperatura media tm,
e l'esponente n assume i valori:
n = 0.4 nel caso di riscaldamento (ts > tm)
n = 0.3 nel caso di raffreddamento (ts < tm)
§
Per le proprietà termodinamiche dell’acqua si
faccia uso della tabella allegata.
Soluzione
La temperatura media alla quale valutare le
proprietà termofisiche è:
40 °C
Dalla tabella allegata:
cp = 4.179 kJ/(kg K); k
= 0.632 W/(m K); ν = 6.6×10-7 m2/s; ρ = 992 kg/m3; Pr = 4.33
18182 > 104
2227 W/(m2
K)
Dalla:
otteniamo: