Prova scritta di Fisica Tecnica II – 08.06.2005

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)

 

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NOME e COGNOME                                CORSO di LAUREA                                                     Voto/i

 

 

 

 

Esercizio

In un tubo avente un diametro interno D = 30 mm entra, alla velocità U = 0.4 m/s, dell’acqua alla temperatura
tm,i = 10 °C.

Per una temperatura di parete del tubo costante e pari a ts = 90 °C, determinare la lunghezza minima L del tubo necessaria a garantire una temperatura di uscita dell’acqua pari a tm,o = 70 °C.

 

Note:

§         Per valutare il coefficiente di scambio termico convettivo dell'acqua all'interno del tubo, si utilizzi, giustificando, la correlazione di Dittus-Boelter:

dove L e D  rappresentano, rispettivamente, la lunghezza ed il diametro della tubazione, le proprietà termodinamiche vanno valutate alla temperatura media tm, e l'esponente n assume i valori:

n = 0.4       nel caso di riscaldamento          (ts > tm)

n = 0.3       nel caso di raffreddamento    (ts < tm)

§         Per le proprietà termodinamiche dell’acqua si faccia uso della tabella allegata.

 


 

Soluzione

 

La temperatura media alla quale valutare le proprietà termofisiche è:
    40 °C

Dalla tabella allegata:

cp = 4.179 kJ/(kg K);       k = 0.632 W/(m K);    ν = 6.6×10-7 m2/s;        ρ = 992 kg/m3;       Pr = 4.33

    18182 > 104

   

     2227 W/(m2 K)

 

Dalla:

otteniamo: