Prova scritta di Fisica Tecnica I – 17.01.2006

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica, Navale)

 

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NOME e COGNOME                                      CORSO di LAUREA                                                     Voto/i

 

 

 

 

Esercizio

Una portata d’aria, considerata gas ideale a calori specifici costanti (R = 0.287 kJ/(kg K), k = 1.4), è compressa dalle condizioni di entrata pe = 100 kPa e te = 27 °C, ad una pressione di uscita pu = 900 kPa..

Nelle ipotesi che il processo di compressione abbia luogo in regime stazionario, e siano trascurabili le variazioni di energia cinetica e potenziale, determinare il lavoro specifico speso , e la temperatura di uscita dell’aria, nei seguenti casi:

1)       Compressione isoterma reversibile;

2)       Compressione adiabatica reversibile;

3)       Compressione adiabatica con rendimento isoentropico di compressione ηic = 0.86;

4)       Compressione politropica reversibile con esponente n = 1.3.

 

Soluzioni

 

1)       = - 189.2 kJ/kg

Tu
= Te = te + 273.15 = 300 K
 

2)       = - 263.2 kJ/kg

Tu = 562.0 K


3)       = - 306.1 kJ/kg

Tu = 604.7 K


4)       = - 246.4 kJ/kg

Tu = 498.1 K

 

 


Prova scritta di Fisica Tecnica II – 17.01.2006

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)

 

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NOME e COGNOME                                   CORSO di LAUREA                                                   Voto/i

 

 

 

 

Esercizio

Una scanalatura a V, profonda H = 10 mm e con angolo α = 40°, è praticata su un materiale la cui temperatura è pari a T = 700 °C.

Nelle ipotesi che le superfici della scanalatura possano essere considerate grigie e diffuse, con emissività ε = 0.6, determinare nell’ordine:

1)       Il fattore di vista F12;

2)       Il flusso termico specifico, q”=q/A2, che lascia la scanalatura attraverso l’apertura;

3)       L’emissività effettiva εe della scanalatura, definita come il rapporto fra il flusso termico che lascia la cavità attraverso l’apertura, ed il flusso termico emesso da una superficie nera di area pari all’apertura e con temperatura uguale a quella delle pareti della scanalatura.

Nota:

La costante di Stefan-Boltzmann vale  σ = 5.67´ 10-8 W/(m2K4)

Suggerimento:

Si consideri l’apertura della scanalatura, superficie A2, come una superficie nera a temperatura di 0 K.

 

Soluzioni

 

1)      Dalla regola della somma

Dalla legge di reciprocità

=0.342

 

2)      Per una cavità costituita da due superfici grigie diffuse

In questo caso, essendo ε2 = 1 e T2 = 0 K, risulta J2 = Eb2 =0, perciò (εε1)

3)