Trasmissione del calore - Esercizi

Prova di elementi di trasmissione del calore

A.A. 2006-2007

Prova d'esame del 18 luglio 2007

Esercizio - punti 24

Per la struttura rappresentata schematicamente in figura, di profondità (dimensione in direzione ortogonale al piano di rappresentazione) infinita, determinare, nell'ipotesi di regime stazionario monodimensionale, con riferimento ai dati specificati:

1. La temperatura della superficie 5;
2. La velocità dell'aria che lambisce la superficie 4 (convezione forzata con coeff. di scambio assegnato, h₄ = 2,8 W/m² K).

Successivamente, infine, il nuovo valore che la temperatura della superficie 2 assumerebbe se, a parità di ogni altra condizione e di uguali flussi di scambio per convezione tra la sup. 1 e l'acqua), tra 1 e 2 fosse inserito uno schermo radiativo, ovvero una parete molto sottile, "S", di materiale ad elevata conducibilità termica, e con superfici destra e sinistra isoterme alla stessa temperatura, T_s, e grigie (emittanza = ε_s = F_s).

• H_t = 7,50 cm
• H_s = 15,0 cm
• H_c = 20,0 cm
• Sp 0,2 cm
• Approssimazione scirocchezza fluidos_g = 5,00 cm
• Sp _a = 4,00 cm
• L = 2,38 cm
• ε₁ = 0,90
• ε₂ = 0,80
• ε₃ = 0,85
• Acqua stagnante, t_w (irraggiamento trascurabile)
• k_p = 0,052 W/m K (assunto)
• k_s = 0,76 W/m K
• q_w = 15 W/cm²
• t_∞ = 42,0°C

Domanda 1 - punti 4

Data una superficie orizzontale, isoterma alla temperatura t_s = 50 °C, immersa in un fluido stagnante a temperatura t = 20 °C, i coefficienti di scambio convettivo dal lato superiore e dal lato inferiore saranno tra loro uguali o diversi, e perché?

Domanda 2 - punti 4

Si dia la definizione di fattore di vista tra due superfici, specificando:

1. Le ipotesi necessarie affinché il parametro dipenda solo dalla geometria;
2. Un fattore di vista del tipo F_ii può essere > 0, se sì, per quale tipologia di superfici?