Esercizi fisica tecnica Acqua-Gas

15/03 sist. pistone cilindro idrogeno

Sist. pistone cilindro idrogeno m = 5,000 kg Pi = 500 kPa = 3015 bar Ti = 302°C = 293K.

Obiettivi compleanno P2 = 200 kPa = 2 bar V₂ = ? Ls?

Sviluppo

P₁V₁ = mRT₁ ➔ V₄ = mRT₁/P₄ = 1.029 m³.

Adiabatico Q₀ = 0 ➔ i₁➔ 2 ➔ Ma ΔU = c_v ➔ U₂ = Li ΔU = Li - L = Δu ➔ L = mCv (T₂ - T₁) = -5.10 x 2,1 (1,632 - 283) = 7232,5 kJ.

P₁, V = m, P₃, x = V₂ = 1.25 m³.

V₂ = 24,18 m³/_kg V₂ = 8 m³/_kg.

2) Riepilm

T = 2 kg T_F = 2000 c ➔ +137k V₄ = 3,00 m³/h ➔ g = 3,15 m³/kg.

L₂ = 2.5? gamma ➔ Pairwanta balancearma P = 0.09 bar T_sat = 5,000 c T₄ = 7.3k.

Sviluppo m

Tp fore 5.1. Entro im e vado die R / ⍴s ➔ V_SU = V_rg ➔ V_s = V_sg.

P - psm = 15,55 kPa D = 0.18 x (sv - sl ) = 2,38 kJ.j/kg u = 87 6,17 (kJhd = 389.6 kJ/hel.

Dopo Re Trap im Vsub fore 5,10? P = P_STR ➔ 15,5 T ➔ T_STR 200_c ➔ 37,63 ➔ Vrvo subordinato.

Tab A23 β = 0,646 Kg/m² x 4 V_s = m = 1,3 ph/kg.

Tab 14,1 h = 2,78 kJ/kg Tab A15 h = 7,83 kJ/kg Tab A26 u = 2,658 kJ/h kg.

15/03 6_a

1) Sist. pistone cilindro

Sist. Pistone Cilindro indegno m=5,000 Kg P₀=5,0 bar → 501,580u R=502,4 kJ → 290 kJ/kg T₀=302 → 298 K.

Determinare compresso P₂=200 kPa → 302 k V₂=? Ls?

Svolgimento

P₁ V₁=mRT₁ → V₁=mRT₁P₁= : 1,029 m³.

Adiab. Q=0=s/.... Δu=c...d → Ls = Δu L=-mC_v((_v)=(.... P₁, m=RT₁=.... V₂=..... V³/Kg V₁=2,14 V³/kg V₂=... m³/Kg.

2) Risposta

M=2 kg T_i=2000° + 273 k V_d=3,00 dm³/8 → g1...m/kg.

C_d=0,7g_{.....(V....?) dcpanse ...valorme} P=1,00 bar T_sup=500° T₂=730 K.

Svolgimento

V_a= (V^|) ..eta.. G ..tempo.. P=1,5 m &?/%ET# V_s=...m=..3... Dopo..tempo 1 una fore ....? P=(sum r.P.... S/r...=1.5T > T^tab.... TAB AP R=0,616 Kg/m³ Vs=.. m=1,3 kg... TAB All hr 273 kJ/kg TAB AP ?.. A=7,93 kJ/kg TAB ALL U=268.3 kJ/kg.

ΔU = Q - L Δu = m(u₂ - u₁) = 3,564.

ΔS = _Φ/² → ΔS = ΔS T = 473 · 10,9 : 5155 kS.

ΔS = m Δs = m(s₂ - s₁) = 2 · (7,23 - 7,32) : 109 kS/h2 = Q₂ - ΔU = 1591 kS.

S_giu = ΔS - _Φ/^T_SET = 3,77 kS/k.

16/04 sist pist cilindro

Sist pist cilindro m = 3,00 kg P = 300,0 kPa + 3 bar T₁ = -80,0°C + 193K.

1) Trasf isocoro m₁ reversibile

T₂ = -30,0°C + 243K V₁ = V₂ SET = 15.0°C + 288K L=0 Sigen=0.

∆u= mm c_v ∆T = mm c_v (T₂-T₁) = 3 · 0.743 · (243 - 193) = 111,45 KJ.

∆S= mm c_v ln(₂/₁)= 0,51 KJ/ Sigen= ∆S - = 0,51 = =0,12 kj.

Sist pistone cilindro acqua

Sist pistone cilindro m = 3,00 kg T₁ = 600° C P=10 bar Acqua P≶P_sat ; T≶T_sat = Vapore surriscaldato SET= 0.00°C P₁ ≠ P Sigen≠0=> vapore surriscaldato T₂ 80,0°C.

1) Trasf isocoro indotte

CamCol. mixtRappuis stato≈ Δs₀ = ¹/₅ ( ^{y - 1.015}/_{1.306 - 1.015} + ^{y - 1.015}/_9.721 ) ⇒ s₀ = 1,01 ^kJ/_{kg K}.

ΔU = m(u₂-u₁) = -8.389,37 ^kJ.

ΔS₀ = -20,87 + ^kJ/_K.

ΔS = ^Q/_Text + S_gen.

Secondo ≺ Q = ΔU + L = -8.389,37 ^kJ.

L = m p(V₂ − V₁) = 3 ⋅ 10 (1.02 ⋅ 10⁻³ − 0,40) = -11,97 ^kJ.

S_gen = ΔS − ^Q/_Text = -20,87 + 8398,37 / 273 = 11,71 ^kJ/_K T_s.

18/04 sist. pistone cilindro

Sist. pistone cilindro Vf: 12 L + 0,012 m³ P₁: 6 bar T₁: 80°C = 353 K.

Adiabatica ⇒ Q = 0 m: I. c. . Ariadeide Carbonica.

PV = mRT ⇒ m = P₁V₁R T₁= 6.10⁵.0,012288,9.353= 0,10 Kg.

Gas ideale P_c < 0,15 Ok.

1 - Espansione adiabatica

1 - Espansione adiabatica m₁ car. P₂ = 2,50 bar Segnamisco ⇒ Q = 0 L = ΔW = -nm c_v ΔT ⇒ - nm c_v (T₂ - T₁) = 4,1 Kj isorcora.

T₂T₁= P₂P₁^k-1k T₂ = T₁ (P₂P₁)^k-1k= 291 K.

P_v V₂ = m RT₂ V₂ = m RT₂P₂= 0,022 k = 1,28 c_v = 0,9646 Kj/Kg K P6 12,50 S0,12 0,22.

Acqua

Acqua Sist. punto liquido + fase m: 0,030 kg T₁: 200°C + 473 K P₁: 55 bar.

1) isolare m car. T₂ = 120°C = 393 K SET: 60,8°C = 333 K isocarc = 0 V₁ = V₂.

Calcolo il titolo x = v - vr v_s - vr= 0,42 - 0,0010,347 - 0,001= 0,147.

u₂ = ul + x (u_s - ul) = 503,3 + 0,47 (2527,3 - 503,3) = 1454 Kj/Kg.

s₂ = se + x (s_us - se) = 6,515+5 Kj/kg K.

ΔU = m (u₂ - u₁) = 0,3* (1454 - 2643) = -356,1 kJ.

ΔS = m (u₂ - u₁) = -0,87 kJ/K.

ΔS = _tl/_Tser + Sgen = Sgen = ΔS - _Q/_Tser = -0,1 + 356,1_J/_353,3 = 0,27 KJ/K.

T²⁰⁰¹⁵⁰12012 S_1,142,657 PS12v1,782.

Acqua

Acqua m = 5 kg T_l: 70°C = 343 K v_l = 3 m³/kg T_SET = 700°C = 973 K Q = ? L = ? S_gen = ?

• In che fase siamo? Prendo con T in TAD A3 e confronto v e vedo che v_l < v < v_vs vapore surriscaldato.

x = ^{v - v_R}/_{vs - vR} = ^{3 - 1.03}/_{5.9021 - 1.03} = 0.6.

h_l = h_l + x (h_vs - h_l) = 1892 kJ/kg.

Δs_A = Δs_T + (v_vs - Δs_R) = 5.03 kJ/kg kg U₁ = 1599 essendo vapore surrisc. R = p_sat = 0.31 bar.

2)

P₁ = 0.31 bar T = 200°C = 473 K ρ_{TAB A23} ho il nome non ha le ρ = 0.031 kN/m² x = 0.144 kg/m³ v₂ = ¹/_β = ¹/_0.14 7.14 m³.

h₂ = 2878 kJ/kg Δs₂ = 8.5 kJ/kgK U₂ = 2680.4 kJ/kg.

L_aV = m (u₂ - u₁) = 5.305 kJ.

L = m ρ_Δx = 641.700 kJ.

S_gen = ΔS - ^Q_in/_TSET = Δu = Q - L Q = Δu + L = 647 .005 kJ.

Acque

Acque V = 0,280 L P = 5,00 bar T_liq fase m_i::v_v T₁ = 230 °C T_vap adiabatico m_i ::v_v P₃ = 1,00 bar.

Svolgimento

V = 0,280 L = 0,280 dm³ = 2,8 ⋅ 10^-4 m³ liquido saturo x = 0 T = T_sat = 15,88 °C → 425,01 K u = u₁ + (x₂ - u₂) = u₂ = 639,9.

D = 2, 1,36 Toposizione P₁ = P_sat = 5 bar T₂ = 230 °C.

P, T, S, u interpolazione P, x₁, x₂ 225, 230, 250 x > x₂ 2223, ?

P₂ = 2,2 kg/m³ v₂ = x_L x_c x_L y_L = 0,973 kj/mg ρ = V = v_v ma in T⋅B⋅A⋅B non c'è v_L quindi T_trip.

ρ = 9,915 kg/m³ m = ρ ⋅ V = 0,256 kg L = 0,256 u_L = 2622 kj/kg v₂ = 0,45 m³/mgs₂ = 7,1 h2 = 2622 kj/kg.

Qe ΔU = Q - ΔU + L ΔU = L = mp ⋅ > = ΔU = m(u₂ - u₁) = 0,2562 (2622 - 6399) =5(28.

S_gen = ΔS - QT_ser , 1,36 - < /10₄ 0,81 kj/ ΔS = m(nu - n) , 1,36 kj/k.

Trasformazione

Trasformazione P₃ = 1,30 bar Sgen = 0 ; Q = 0 per isobara Δu = -2 Σ = m p Δt_v = m p (v₃-v₂) = -m (u₃ - u₂).

S₃ - S₄ = 47,19 S₃ = 592,17 Rime in TAB A4 e vedo che ΔS - Δs_vs x = Δ - ΔPDvs - ΔP⁰ u₃ = u_l + x (u_vs - u_l) = 244,16 kJ/kg.

Δu = [Cm (u₃ - u₂)] = -64 kJ L₁₂ = 54+5 kJ L₂₃ = +64 kJ Q₁₂ = 582 kJ Q₂₃ = 0 Sgen₁₂ = 0,08 kJ/kgK.

Es B gas azoto

ES B Gas azoto L: 200 L → 0,2 m³ P₁: 5,00 bar T₁: 250 °C → 523 K Espansione adiabatica P₂: 2,00 bar Isocora SET: 300 °C → 573 K P₃: 3,00 bar Q= ? L= ? S_gen= ?

Subimpegno

P₁V₁= mRT₁ → m= 0,64 kg Esp adiabatico Q=0 s=0 u= -L → L= -u us= mc_v(T₂-T₁) = 0,64 \cdot 0,713 (402-523) = -5).53 kJ.

(_T2/_T1) = (P₂/_P1)^k-1/k → T₂ = 366,24 K (102 °C) L= 5,763 kJ.

P₂V₂= mRT₂ → V₂ = mRT₂/_P2 = 0,366 m³.

Isocora

Isocora V₂=V₃ u=0 u= mc_v(T₃-T₂) = 0,64 \cdot 0,713 (451-402) = 23,3 kJ.

(_T3/_T2)= (P₃/_P2)^k-1/k → T₃ = 451 K.

s= (Q/T_st) → \u019bm c_vln(T₃/T₂)= 0,054 kJ/k.

s=Q_t/T → Q_iso = S_gen → s- Q_iso/T_set = 0,054 - 23,3/573 = 0,01 kJ/k.

3,1 _3,1 V₃-V₂ = 0,31 V₃- V₂ = 0,57.