(ing. Civile, Edile, Ambiente e Territorio)
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Termodinamica
In
un ferro da stiro a vapore, per ottenere una portata
di
vapore, l'acqua alla temperatura t1 = 25 °C
viene pompata in una caldaia dove evapora ed esce in condizioni di
saturazione alla temperatura t3 = 150
°C, il vapore prodotto viene quindi laminato sino alla pressione
ambiente.
Si chiede di tracciare il processo in un diagramma T-s ed utilizzando il diagramma h-s allegato di determinare:
il flusso termico scambiato in caldaia q (kW);
la temperatura del vapore in uscita t4 (°C);
la potenza assorbita dalla pompa P (W);
la generazione complessiva di
entropia per unità di tempo,
trascurando le perdite di carico (kW/K).
Trasmissione del calore
Un elemento riscaldante
elettrico a sezione circolare avente raggio r deve fornire un
flusso termico per unità di lunghezza
ad
una massa d'acqua alla temperatura tf ipotizzata
costante nel tempo.
Nell'ipotesi che il
coefficiente di scambio termico convettivo sia pari ad,
si calcoli la temperatura t1 (°C) raggiunta
dalla superficie dell'elemento riscaldante;
nell'ipotesi che il
coefficiente di scambio termico convettivo sia ancora pari ad,
si calcoli la nuova temperatura t1 (°C)
raggiunta dalla superficie dell'elemento riscaldante dopo che su di
esso si è depositato uno strato di calcare avente
conduttività termica
=
0,2 W/(m K) e spessore s = 1 mm;
nelle condizioni del punto 2), si calcoli la temperatura t2 (°C) sulla superficie esterna dello strato di calcare.
Dati: r = 2 cm; =
3000 W/m tf = 70 °C
=
500 W/(m2 K)
Termodinamica
Dal diagramma (h-s) si ricavano i valori di entalpia specifica ed entropia specifica per l'acqua nel punto 3:
h3 = 2750 kJ/kg
h1 = cl t1 = 104,7 kJ/kg
q
=
(h3
- h2) »
(h3
- h1)= 0,735 kW
dal diagramma t4 = 130 °C
p1
= 101325 Pa, p2
= 0,48 Mpa,
P =
=
s1==
3,67 J/(kg K), s4 =
7,55 J(kg K)
Trasmissione del calore