Prova scritta di Fisica Tecnica – 1.07.2002

( Ing. Civile, Edile ed Ambientale)



Esercizio 1


In un impianto per la produzione di elettricità si sfrutta l'energia geotermica per fornire calore ad un ciclo Rankine a vapore saturo. Il ciclo, funzionante con il fluido R134a, opera tra la temperatura di evaporazione e di condensazione . L'energia geotermica viene prelevata tramite un pozzo che fornisce una portata di vapor d'acqua umido alla temperatura e titolo . Il vapor d'acqua entra in uno scambiatore di calore fornendo il flusso termico al ciclo rankine e uscendo in condizioni di liquido saturo alla temperatura . Sapendo che alla temperatura l'entalpia il volume specifico e l'entropia specifica del vapor d'acqua saturo sono pari rispettivamente ad , e si chiede di determinare:


  1. il tracciamento del ciclo Rankine sul diagramma p-h allegato;

  2. l'entalpia , il volume specifico e l'entropia del vapore in entrata allo scambiatore;

  3. il diametro del tubo di alimentazione del vapore umido considerando una velocità all'interno del condotto pari a

  4. il flusso termico fornito al fluido operante del ciclo Rankine;

  5. la potenza ottenuta in turbina considerando un rendimento isoentropico di espansione pari a ;

  6. il rendimento del ciclo Rankine trascurando il lavoro di compressione della pompa;

  7. La generazione di entropia dell'intero sistema (ciclo + scambiatore) sapendo che il condensatore scambia un flusso termico alla temperatura .


Per l'acqua si assuma: , , s=0, h=0 per T=273,16 K




Esercizio 2


Due cilindri coassiali hanno diametro rispettivamente e . Il cilindro interno, superficie grigia di emissività , è alla temperatura T1 =1000 K mentre il cilindro esterno è una superficie nera alla temperatura T2 = 500 K. Si determini:


  1. Il flusso termico scambiato per radiazione q12;

  2. La radiosità J1 e l'irradianza G1 per il cilindro interno;

  3. La radiosità J2 e l'irradianza G2 per il cilindro esterno;


Si assuma


Termodinamica applicata



Per trovare lo stato del vapore in entrata ho bisogno delle condizioni del liquido saturo alla temperatura

,


,



, , ,




Trasmissione del calore


,

, ,

,