Prova scritta di Fisica Tecnica - 29.11.1999

(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali, Elettronica, Civile, Edile ed Ambientale)


Esercizio 1

Un impianto a gas rigenerativo ad aria standard (massa molecolare M = 28.97 kg/kmol e k = 1.4) ha come schema di riferimento il ciclo Joule diretto. Affinché sia possibile la rigenerazione la temperatura in uscita dalla turbina T4 deve essere superiore alla temperatura in uscita dal compressore T2. Si calcoli il lavoro netto Ln ed il rendimento del ciclo limite h lim per cui questo vincolo viene rispettato considerando i seguenti dati: temperatura di ingresso nel compressore T1=293 K, rapporto di compressione rp = 9, rendimento isoentropico di compressione h c=0.77, rendimento isoentropico di espansione h e=1.0.


Esercizio 2

In un ambiente è posta una stufa a legna, che durante la notte non viene alimentata e quindi progressivamente si raffredda. Si considerino i seguenti dati:

Considerando la stufa come un sistema a resistenza interna trascurabile, si ricavi:

  1. La temperatura della stufa Tf alla fine del raffreddamento;
  2. L’energia fornita all’ambiente durante il raffreddamento E;
  3. La potenza media della stufa W nel periodo di raffreddamento.

Soluzione Esercizio 1

T’2 = T1 rp (k-1)/k = 548.9 K

T2 = T1 + (T’2 – T1) / h c = 625.4 K = T4

T3 = T4 (rp) (k-1)/k = 1171.7 K

R = R/M = 8314/28.97 = 287 J/kg K

cp = R k /(k-1) = 1005 J/kg K

Ln=cp [ ( T3 – T4) – (T2 – T1) ] = 214.9 kJ

h lim = Ln/Q = Ln/cp(T3 - T2) = 0.39


Soluzione Esercizio 2

Tf = T¥ + (Ti - T¥ ) e –(hA)/(Mc) = 40,8 °C

Q = ò A h (T - T¥ ) d t = - D U = 38200 kJ

W = Q/t = 1327 W = 1.327 kW


December 1st, 1999 - the WebMaster