Prova scritta di
Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 19.04.2004
Fisica Tecnica –
Esercizi 1 e 2; Fisica Tecnica I – solo
Esercizio 1; Fisica Tecnica II – solo
Esercizio 2
(Ing. Meccanica, Navale,
Elettrica, dei Materiali)
……………………….. .……………………….. …………………..……
NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto/i
Una portata d’aria esterna = 2500 kg/h, alla temperatura tE = 30 °C ed umidità relativa φE = 55%, viene miscelata con una portata d’aria di
ricircolo
= 2000 kg/h, alla temperatura tA = 25 °C ed umidità relativa φA = 50%. Successivamente l’aria viene raffreddata
e deumidificata fino alle condizioni ts
= 12 °C e φS = 90%.
Nell’ipotesi che la pressione sia costante e pari a p = 101.325 kPa, determinare nell’ordine:
1. L’entalpia
e l’umidità specifica dell’aria nelle condizioni A, hA ed xA,
e nelle condizioni E, hE
ed xE;
2. L’entalpia hM e l’umidità specifica xM della miscela;
3. L’entalpia hS e l’umidità specifica xS dell’aria dopo il raffreddamento con deumidificazione;
4. Il flusso termico qf da scambiare nella batteria di raffreddamento;
5. La
portata di condensato .
Note:
▪
La pressione di saturazione per l'acqua può venire
valutata, per t³0°C, con la relazione approssimata:
dove ps(t)
[Pa] è la pressione di saturazione, e t[°C] è la temperatura.
▪
Per il calcolo delle proprietà dell'aria umida si utilizzino i seguenti valori:
cpa = 1.006 kJ/(kg K), cpv = 1.875 kJ/(kg K), r0
= 2501 kJ/kg, Ma = 28.97 kg/kmol, Mv
= 18.02 kg/kmol
Una
termocoppia, il cui elemento sensibile (giunzione) è assimilabile ad una sfera
di piccole dimensioni, è impiegata per misurare la temperatura ta dell’aria calda che scorre
in un condotto, le cui pareti sono mantenute ad una temperatura ts = 125 °C, e fornisce il
valore tter = 355 °C.
Calcolare la temperatura effettiva dell’aria assumendo l’emissività della giunzione della termocoppia pari a ε = 0.6, ed un coefficiente di scambio termico convettivo h = 80 W/(m2 K).
Nota:
§
La costante di Stefan-Boltzmann vale:
σ = 5.67´ 10-8 W/(m2K4)
Soluzioni
Esercizio
1
1)
hA
= 50.3 kJ/kga; xA
= 9.9
gv/kga
hE
= 67.8 kJ/kga;
xE = 14.7 gv/kga
2)
hM
= 60 kJ/kga; xM = 12.6 gv/kga
3)
hS
= 31.8 kJ/kga; xS = 7.8 gv/kga
4)
qf = 35.3 kW
5)
= 21.5 kgl/h
Esercizio 2
Ta = 683.7 K = 410.5 °C