Esercizio 1

 

Una portata di 10000 m3/h d'aria secca viene inviata in un componente di un impianto di condizionamento.

In ingresso l’ aria ha una temperatura di 4,0 oC ed un'umidità relativa del 70%.

Nella macchina di trattamento l’aria riceve una potenza termica pari a 130 kW ed una portata di vapore pari a 5,6 10-2 kg/s in condizioni di vapore saturo secco a 40 oC (hv = 2574,2 kJ/kg).

Nell’ ipotesi che il sistema sia in regime permanente alla pressione atmosferica, si calcolino la temperatura dell’aria umida all’uscita dell’unità di trattamento e la sua umidità relativa.

Nota : Se si usano le formule:  dove p e ps sono in millibars e t in oC

Esercizio 2.

 

Calcolare l’ area totale di scambio termico di un radiatore per automobile che deve smaltire una potenza termica  pari a 23,25 kW. La temperatura del fluido di raffreddamento, che possiamo supporre acqua (c = 4,210 kJ/(kg K)), in entrata del radiatore è di 90 oC e la sua portata massica  è pari a 1,15 kg/s.

La temperatura dell’ aria ambiente (cp = 1,009 kJ/(kg K)) vale 30 oC e la sua portata massica è pari a 1,40 kg/s. Considerare il coefficiente globale di scambio termico U pari a 100 W/m2 K.

Note :

·     i radiatori automobilistici sono scambiatori a flusso incrociato

·     nel diagramma allegato, le temperature segnate in minuscolo sono relative all’ acqua mentre quelle in maiuscolo sono relative all’ aria

 

 

Teoria

 

  1. Disegnare qualitativamente sui piani termodinamici T-s e h-s un ciclo di Rankine surriscaldato (ciclo di Hirn) e ricavarne il rendimento
  2. Dimostrare che l’umidificazione adiabatica si può ritenere con buona approssimazione una trasformazione isoentalpica.
  3. Definizione del Numero di Biot.

 

Soluzione

 

Esercizio1

 

Leggo dal diagramma di CARRIER

 

 

Oppure dalle formule:

 

Quindi

 

Scrivo i bilanci di energia e massa

 

 

Da cui:

 

 

A questo punto o leggo il valore della temperatura e dell’umidità specifica dal diagramma oppure ricavo dall’equazione dell’entalpia la temperatura.

 

Con questa temperatura ricavo la ps2

 

E quindi ricavo l’umidità relativa:

 

Esercizio 2

 

 

Per l’acqua

 

Per l’aria

 

 

Considero lo scambiatore in controcorrente

 

 

 

 

Dal diagramma:

 

F = 0,98

 

Per cui