Prova scritta di Fisica Tecnica - 09-01-2002
(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali ed Elettronica)
(ing. Civile, edile ed Ambientale)
Termodinamica
Un
impianto frigorifero a compressione di vapori funzionante con fluido
R134a opera tra la temperatura di evaporazione
e di condensazione
, in queste condizioni estrae un flusso termico pari a
alla temperatura
.
Trascurando il sottoraffreddamento del liquido saturo, il
surriscaldamento del vapore saturo e considerando un rendimento
isoentropico di compressione pari a
,
utilizzando il diagramma allegato si chiede di:
tracciare il ciclo in un diagramma T-s;
calcolare
il flusso termico asportato
se la temperatura di condensazione viene aumentata a
mantenendo
costante la portata di fluido frigorigeno
;
il coefficiente di effetto utile
in
entrambi i casi.
Trasmissione del calore
Si
vuole utilizzare un impianto a pavimento per il riscaldamento di una
camera, la sezione del pavimento con le dimensioni è riportata
in figura, procedendo dall'alto verso il basso gli strati sono
formati da: parquet in legno avente conducibilità termica
,
massetto sopra i tubi con
,
massetto sotto i tubi dello stesso materiale, isolante
, soletta
in cemento
.
La temperatura dell'ambiente da riscaldare e la resistenza termica
convettiva specifica sono pari rispettivamente a
ed
,
mentre la temperatura dell'ambiente sotto al pavimento e la
resistenza specifica sono pari a
ed
.
Per ragioni di comfort termico la temperatura superficiale del
pavimento non deve superare un valore limite, fissato dalle norme,
pari a
.
I tubi entro cui scorre acqua con
diametri
e
sono in polietilene
e posizionati con un passo di T=0,2
m. In queste condizioni si chiede di determinare:
il
flusso termico specifico
scambiato con l'ambiente superiore;
la
temperatura all'asse dei tubi
;
il
flusso termico specifico scambiato con l'ambiente inferiore
;
il
flusso termico per unità di lunghezza scambiato per ogni tubo
;
la temperatura media di flusso
dell'acqua considerando una temperatura esterna del tubo pari a
,
ed il coefficiente convettivo interno pari a
.
Termodinamica
dal
diagramma si legge per
,
,
per
il caso
,
,
Trasmissione del calore
Resistenza degli strati sopra ai tubi esclusa la resistenza di convezione
Resistenza degli strati sotto ai tubi
temperatura all'asse dei tubi
flusso termico verso il basso
flusso termico per unità di lunghezza per ogni tubo
Resistenza termica tubo in polietilene