Prova scritta di Fisica Tecnica Ambientale – 28.01.2003
( Ing. Civile, Edile, Ambiente e Territorio)
Esercizio 1
Un ciclo frigorifero a compressione di vapori funzionante con fluido R134a viene utilizzato per asportare un flusso termico qe alla temperatura di evaporazione t1. Al termine della compressione il fluido raggiunge la temperatura t2 mentre alla fine della condensazione si trova alla temperatura t3in condizione di liquido saturo. Utilizzando il diagramma allegato si chiede di determinare:
il tracciamento qualitativo del ciclo in un diagramma T-s;
la portata di fluido frigorigeno ;
la potenza assorbita dal compressore
il coefficiente di effetto utile del ciclo ε;
il coefficiente di effetto utile del ciclo reversibile tra le stesse temperature massima e minima εrev
il rendimento isoentropico del compressore ηic.
|
t1 |
t2 |
t3 |
qe |
Gruppo |
(°C) |
(°C) |
(°C) |
(kW) |
A |
0 |
60 |
40 |
10 |
B |
10 |
70 |
50 |
12 |
Esercizio 2
Per
riscaldare un capannone industriale di dimensioni si deve fornire un flusso termico
q tramite un tubo radiante di
diametro d. La superficie del tubo
di emissività εt è alla temperatura tt mentre la superficie interna del capannone
di emissività εp è alla temperatura tp.
In queste condizioni si chiede di calcolare:
la lunghezza del tubo Lt considerando solo lo scambio termico per irraggiamento ;
Il flusso termico scambiato per convezione naturale qc ipotizzando una temperatura dell'aria pari a tp .
Per il calcolo si utilizzi la seguente
correlazione
|
|
|
|
|
|
KJ/(kg K) |
W/(m K) |
kg/(m s) |
kg/m3 |
Aria |
1,007 |
0,0258 |
1,81E-05 |
1,193 |
Costante
di Boltzmann σ= 5,67 10-8 W/(m2K4)
|
A |
B |
H |
εt |
εp |
tt |
tp |
q |
d |
Gruppo |
m |
m |
m |
|
|
°C |
°C |
kW |
m |
A |
9,4 |
20 |
5 |
0,92 |
0,9 |
150 |
18 |
20 |
0,3 |
B |
11 |
24 |
6 |
0,92 |
0,88 |
200 |
18 |
30 |
0, |
Esercizio 1
h1 = 400 kJ/kg
h2 = 440 kJ/kg
h3 = 258 kJ/kg
h2' = 430 kJ/kg
Esercizio 2
A2 = 670 m2
; Pr = 0,706; Gr = 4,255 108
; Nu = 91,28
qc = 16,03 kW