Prova scritta di Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 12.09.2006
Fisica Tecnica VO e Fisica Tecnica II NO AA 2005-06 – Esercizi 1 e 2
NO AA 2004-05 e precedenti: Fisica Tecnica I – solo Esercizio 1; Fisica Tecnica II – solo Esercizio 2
(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei Materiali)
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NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto/i
Una
turbina ad aria, adiabatica verso l’esterno, opera in regime stazionario ed è
controllata da due valvole di laminazione. Le condizioni dell’aria all’ingresso
sono t1 =
Considerando
l’aria un gas ideale a calori specifici costanti (R = 0.287 kJ/(kg
K), k = 1.4), e trascurando le
variazioni di energia cinetica e potenziale, nell’ordine:
1)
Si rappresenti qualitativamente il processo sul diagramma (T,s),
evidenziando i punti 1, 2, 3, 4 oltre al punto di fine espansione isoentropica
2)
Si determinino le
temperature T2 e T3 [K];
3)
Si calcoli il
lavoro tecnico specifico [kJ/kg] fornito dalla turbina;
4)
Si calcoli la
generazione di entropia (Δs14)irr [kJ/(kg
K)] relativa all’intero processo 1234;
5)
Si calcoli la
pressione p2.
Uno
strato di materiale omogeneo, avente conducibilità termica k = 2.5 W/(m K) e spessore L
= = 50´103 W/m3. Esso è perfettamente isolato
termicamente su una faccia, mentre sull’altra faccia è rivestito da uno strato
di materiale isolante di spessore s =
Calcolare nell’ordine:
1)
La resistenza
termica specifica totale [m2K/W],
somma della resistenza dello strato isolante e della resistenza convettiva;
2)
La temperatura t2 a x = L+s;
3)
La temperatura t1 a x = L;
4)
L’andamento della
temperatura t(x) nello strato con
generazione
(0 < x < L);
5)
La temperatura t0 a x = 0;
6)
Tracciare infine l’andamento
della temperatura nel sistema strato+isolante.
Prova scritta di Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 12.09.2006
Soluzioni
Esercizio
1
2)
T2 = T1 = 773 K
T3 = T4 = 473 K
3)
= 301.4 kJ/kg
4)
= 0.195 kJ/(kg
K)
5) = 446 K
= 1.02 MPa
Esercizio 2
1) = 0.133 [m2K/W]
2) t2 = =
3)
t1 = =
4)
=
5)
=