Prova scritta di Fisica Tecnica, Fisica Tecnica I e Fisica Tecnica II – 27.06.2006
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
Un
impianto frigorifero opera secondo un ciclo a doppia compressione e doppia
laminazione con R134a. La temperatura
all’evaporatore è pari a te =
= 9 kW.
Nelle
ipotesi che:
§
all’uscita del condensatore e del separatore si abbia
liquido saturo,
§
all’aspirazione dei compressori si abbia vapore saturo
secco,
§
ambedue i compressori siano caratterizzati da un rendimento
isoentropico di compressione = 0.8,
si tracci
qualitativamente il ciclo sul piano (T, s)
e, servendosi del diagramma (T, s) allegato,
si calcolino
1.
Il rapporto delle
portate di massa circolanti nel condensatore e nell’evaporatore ;
2.
Il flusso termico
scambiato all’evaporatore (potenza frigorifera) ;
3.
Le potenze
meccaniche spese e
;
4.
Il coefficiente
di effetto utile del ciclo .
La
trave di una struttura edilizia è costituita da un profilato di acciaio (ρ = 7800 kg/m3, k = 52 W/(m K),
c = 520 J/(kg K) ) IPE160, illustrato
in figura, le cui dimensioni sono h =
Ai fini della valutazione della resistenza al fuoco della struttura, si
vuole conoscere la temperatura della trave dopo un’esposizione di 30 minuti ad
aria alla temperatura t∞
=
1) Trave non rivestita;
2) Trave rivestita da uno strato di materiale
termoisolante, costituito da fibre minerali a spruzzo, di spessore s =
kis
= 0.10 W/(m K), trascurandone la capacità termica e l’incremento della
superficie esposta al fluido.
Soluzioni
Esercizio
1
Le
informazioni fornite sono sufficienti a determinare le proprietà termodinamiche
dei punti (capisaldi) del ciclo 1,
Punto |
T [K] |
p [MPa] |
h [kJ/kg] |
s [kJ/(kg
K)] |
1 |
253.2 |
0.133 |
386.6 |
1.741 |
|
286.0 |
0.38 |
407.9 |
1.741 |
2 |
291.8 |
0.38 |
413.2 |
1.759 |
3 |
280.6 |
0.38 |
402.9 |
1.723 |
|
311.6 |
0.9 |
420.7 |
1.723 |
4 |
315.8 |
0.9 |
425.2 |
1.737 |
5 |
308.7 |
0.9 |
249.8 |
1.169 |
6 |
280.6 |
0.38 |
249.8 |
1.178 |
7 |
280.6 |
0.38 |
210.0 |
1.036 |
8 |
253.2 |
0.133 |
210.0 |
1.044 |
Per
determinare le proprietà dei punti 2 e 4, è sufficiente ricordare la
definizione di rendimento isoentropico di compressione
413.2 kJ/(kg
K)
425.2 kJ/(kg
K)
Le
altre proprietà si ricavano dal diagramma.
1. = 1.33
2. = 0.0513 kg/s
= 0.0386 kg/s
6.81 kW
3. = 1.03 Kw
= 1.14 Kw
4. = 3.14 (si avrebbe
4 nell’ipotesi di compressioni isoentropiche).
Esercizio 2
1) t =
2) t =