Prova scritta di Fisica Tecnica – 27.06.2003 – Vecchio
Ordinamento
Fisica Tecnica I – solo Esercizio 1; Fisica
Tecnica II – solo Esercizio 2 – Nuovo Ordinamento
(Ing.
Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali, Elettronica)
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NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto
Il condensatore di un condizionatore autonomo
trasportabile tipo Pinguino, è costituito da una batteria alettata la cui
superficie esterna è raffreddata, nelle condizioni di maggiore carico, da una
portata d’aria = 100 kg/h a temperatura d’entrata te = 30 °C ed umidità relativa φe = 60 %,
miscelata ad una portata d’acqua
=1.5 kg/h a temperatura tw
= 26 °C. In uscita si ha aria umida perfettamente miscelata alla temperatura tu = 38 °C.
Nell’ipotesi che la pressione sia costante e pari a
p = 101.325 kPa, calcolare:
Note:
§
La
pressione di saturazione per l'acqua può venire valutata, per t³0°C,
con la relazione approssimata:
dove ps(t)
[Pa] è la pressione di saturazione, e t[°C] è
la temperatura.
§
Per il
calcolo delle proprietà dell'aria umida e dell'acqua si utilizzino i seguenti
valori:
cpa = 1.006 kJ/(kg K), cpv
= 1.875 kJ/(kg K), r0
= 2501 kJ/kg, cw =
4.187 kJ/(kg K)
Ma = 28.97 kg/kmol, Mv = 18.02 kg/kmol
Ra = 0.287 kJ/(kga
K) [Costante caratteristica dell'aria
secca]
Rv = 0.461 kJ/(kgv K)
[Costante caratteristica del vapore]
Come schematizzato in figura, la parete di un forno
è composta di tre materiali diversi, A, B, e C.
È noto il valore della
conducibilità termica dei materiali A e C, pari a:
kA = 15 W/(m K); kC = 40 W/(m K)
mentre la conducibilità termica del materiale B è
incognita.
Gli spessori dei tre strati sono:
LA
= 0.30 m; LB =
0.15 m; LC = 0.15
m
A regime le misure effettuate indicano una
temperatura della superficie esterna del forno ts,e = 20 °C, ed una temperatura della superficie
interna ts,i = 600 °C, mentre l'aria interna al
forno ha una temperatura t¥,i = 800 °C.
Il coefficiente convettivo interno è noto, e pari a hi = 25
W/(m2K).
Qual è il valore della conducibilità termica del
materiale B, kB ?
Esercizio 1
Esercizio 2
kB = 1.63 W/(m K)