Prova scritta di Fisica Tecnica II – 15.02.2005

(Nuovo Ordinamento - Ing. Meccanica)

 

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NOME e COGNOME                                CORSO di LAUREA                                                     Voto/i

 

 

 

 

Esercizio

In condizioni stazionarie, la temperatura superficiale di una lampadina ad incandescenza è pari a ts quando l’aria ambiente si trova ad una temperatura t e le pareti della stanza hanno una temperatura pari a tamb.

Approssimando il bulbo della lampadina come una sfera di diametro D ed emissività superficiale ε, calcolare il flusso termico q emesso dalla superficie della lampadina.

 

Note:

§       Per valutare il coefficiente di scambio termico convettivo, si faccia uso, giustificando, della seguente correlazione (Churchill, 1983), valida scambio termico in convezione naturale da sfere:

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

§       La costante di Stefan-Boltzmann vale  σ = 5.67´ 10-8 W/(m2K4)

TEMA

ts [°C]

t [°C]

tamb [°C]

D [mm]

ε

A

125

25

25

40

0.8

B

125

15

15

50

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Soluzioni

 

dove A è la superficie della lampadina.

Per valutare il flusso convettivo è necessario, per utilizzare la correlazione fornita, determinare il numero di Grashof  e quindi il numero di Rayleigh

dove le proprietà termofisiche vanno valutate alla temperatura del film

Ricavato il numero di Nusselt dalla correlazione, il coefficiente convettivo si ottiene dalla

 

Tema A

Tema B

    q = 8.64 W

    (qconv = 4.72 W;   qirr = 3.92 W)

    q = 13.34 W

    (qconv = 7.66 W;   qirr =5.68 W)

Il contributo delle due modalità di scambio termico è comparabile.