Appunti di Fisica tecnica (Parte 5)

E II

LINE

pratiche, infatti nella vita di tutti i giorni, qualunque contenitore in pressione possiede una valvola di sicurezza

WI

I C

Ta WIZ 1

ti

CP

(perfino la macchinetta del caffè). Tuttavia quando arrivo a delle condizioni di pressione e velocità tali che passo

al regime supersonico, anche se dentro il contenitore la pressione aumenta, la portata che passerà dal foro rimane

costante (blocco sonico), questo fa si che se noi continuiamo a lasciare ad esempio la pentola a pressione o la

2Gt KR

E ta

MR Ta

Titz 2Gt

ACP

ottengo

moka sul fuoco, si ha che, uscirà una certa quantità costante, ma la pressione continuerà ad aumentare fino a

quando il contenitore in pressione scoppia!! 2 T

UR TL

TE ρ

2C T CPT

2

P

Quindi oltre una certa w la valvola di sicurezza non funziona più come dovrebbe e dato che anche è costante,

thR

Zap

l’unica cosa che possiamo fare in fase di progettazione è aumentare l’area della valvola di sicurezza.

Inoltre una volta che una valvola di sicurezza si apre, deve essere sostituita.

2 In_

TI TI Ti

E

LI 2

at

If E n fatto

Ancora il che

sfruttato

ho il isoantropico

è

non processo

però è f

rien

peut E_

si

sa Ip

o s

o

CEI E

EI 1

E E

LEI

E

E

LE E me

P

E

E P I

i Pirapa

Par

CHR Pop

K

CHR

N 513 0149

512

312

1 È

715

512 0,53

712

2 E s

o

913

3 0,54

4

3 a 0,61

i

A

PLASTICHE s

PR bar

2

PRESSIONE PENTOLA 4

E La pentola in pressione di norma lavora a 5 bar

( bolle acqua a 150 °C), per cui è già molto più della

velocità del suono in queste condizioni l’aria che

esce dalla valvola. Infatti la forma del getto che esce

è divergente, perchè ha una espansione rapida.

Altro esempio: se prendiamo una bomboletta e con

un chiodo gli diamo una martellata, facciamo un

foro, questo foro è un ugello rudimentale

(divergente, vedi immaggine). Quindi quello che

fuoriesce è un getto sonico, ciò non vuol dire che va

a 300 m/s, ma molto di meno, questa variazione è

dovuta a R*, cioè dalla massa molare del gas. 22

Blocco Sonico

hs ehi

tra

Dimostrazione relazione

k= 1.4 k

k-1= 0.4   −

p 2 k 1

=

k/(k-1)= 3.5 cr 

+

 

p k 1

(k-1)/k= 0.286 E

È

I

Ks ha 1

k+1= 2.4 −

k 1

 

R*= 286.71 k

T p 2

= =

cr cr

 

cp= 1003.5 +

 

T p k 1

1 1

usato CALCOLO

di

FORMULE DERIVAZIONE

F

E

pa= 1.01325 101325

E k 1

 +    

termodinamico

* − −

p p

v R T T k 1 2 2

k 1 k 1

Ta= 20 293.15 = = = = =

cr cr cr

1 1 1    

p  + +

   

rho.a=pa/(R*Ta)= 1.20556 *

v p R T T p 2 k 1 k 1

1 cr 1 cr cr 1

p.cr= 1.9180 191801

i T

p.cr= 1.013 101325 

k p p

+

 

T.cr= -28.86 244.29

È −

k 1 k 1 1 1

 = cr

É  

p p p

w.cr= 313.14 UN di Maxwell

Equazione

NON 1 1 a

 

2

cr

rho.cr= 1.005 − −  

k 1 k 1

p1cr= 1.9180 191801 2

P     = =

k k

p

p  

1 T T T

= = a

2

    +

T T T 2 cr a

 

k 1

2 1 a

   

p p

p1 T2 w2 rho2 m/A 1 1

1.013 20.0 0.0 1.2056 0.00 0.5 0.5

   

Esprimo * * comodo

è

s perché

t

2 kR 2 kR

suo

nel

non v

ma

spazio più

( ) ( )

in

1.025 19.0 44.0 1.2095 53.20 = − = − 0.5

   

w T T T T  

= = *

w w kR T

− −  

2 1 2 a 2

   

1.050 17.0 77.2 1.2179 94.01 k 1 k 1 2 cr 2

1.075 15.1 99.3 1.2261 121.75 p p

p

1 p  

= = =

 = = = cr a

a

2

1.100 13.2 116.8 1.2342 144.18 2 cr

2 * *

* * R T R T

v R T R T

1.125 11.4 131.6 1.2421 163.50 2 2 2 cr 2

ELFI FI

1.150 9.6 144.6 1.2500 180.71

D

E ELIEL

1.175 7.9 156.1 1.2577 196.36

1.200 6.2 166.6 1.2653 210.80

1.225 4.5 176.2 1.2727 224.27

1.250 2.9 185.1 1.2801 236.94 I

F

E

E E e

to

Esan

1.275 1.4 193.4 1.2874 248.91

1.300 -0.1 201.1 1.2945 260.30

1.325 -1.6 208.3 1.3016 271.18 7

1.350 -3.1 215.2 1.3086 281.60

1.375 -4.5 221.7 1.3154 291.61

1.400 -5.9 227.8 1.3222 301.26

ADDENDUM COEFFICIENTI TERMODINAMICI

SUI

1.425 -7.2 233.7 1.3289 310.58 400

1.450 -8.5 239.3 1.3356 319.60

1.475 -9.8 244.6 1.3421 328.34 300

1.500 -11.1 249.8 1.3485 336.82

coefficienti

Esiste introdotte

di

terna rispetto a

un'altra quelle già

1.525 -12.3 254.7 1.3549 345.07

1.550 -13.5 259.4 1.3612 353.10 w2 200

F

E

1.575 -14.7 263.9 1.3675 360.93

Ks

1 1.600 -15.9 268.3 1.3736 368.57

COEFFICENTE DI

s ISOENTROPICA

COMPRIMIBILITA

1.625 -17.0 272.5 1.3797 376.03 100

1.650 -18.1 276.6 1.3858 383.32

1.675 -19.2 280.5 1.3917 390.45 0

1.700 -20.3 284.4 1.3976 397.43 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

1.725 -21.3 288.0 1.4035 404.27

2 I p1

Mj COEFF Joule

Di

1.750 -22.4 291.6 1.4093 410.98

a 1.775 -23.4 295.1 1.4150 417.56

1.800 -24.4 298.5 1.4207 424.01

1.825 -25.4 301.7 1.4263 430.35

1.850 -26.3 304.9 1.4318 436.58

I

1.875 -27.3 308.0 1.4373 442.71 Thomson

DI

MT

3 SOUL

COEFF 500

1.900 -28.2 311.0 1.4428 448.73

1.904 -28.3 311.5 1.4436 449.69 400

1.908 -28.5 312.0 1.4445 450.64

1.912 -28.6 312.4 1.4454 451.59 300

1.916 -28.8 312.9 1.4462 452.53 m/A

ideale

il

se variazione

è non c'è

gas

1.920 -28.9 313.1 1.4467 453.01 200

1.950 -28.9 313.1 1.4467 453.01 le

di iscontalpicle

temperatura diventano

2.000 -28.9 313.1 1.4467 453.01 100

2.100 -28.9 313.1 1.4467 453.01

isoterme

2.200 -28.9 313.1 1.4467 453.01 0

2.300 -28.9 313.1 1.4467 453.01 da Dt

Cp

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0

2.400 -28.9 313.1 1.4467 453.01 p1

2.500 -28.9 313.1 1.4467 453.01

2.600 -28.9 313.1 1.4467 453.01

2.700 -28.9 313.1 1.4467 453.01

Nota termine

Anche il

in coefficiente è

caso giusto

proprio

questo non

2.800 -28.9 313.1 1.4467 453.01

2.900 -28.9 313.1 1.4467 453.01 delle

sono

tre empiriche proprietà

infatti queste non sono ma

grandezze

Rinnovo la interna

parete Aielsne

ELSES

Ai AZELSES

M'Elli V2

Vi Maini

Va v dice

ci come

Mj

l V2 T A2

tra

la A

Te e

varia

3 DI Thomson

COEFFICIENTE JOULE È

È

I Eptd

ftp.dtt

dhit.pl

Mit ma cpdTtLi apt

d Mjt

pt 1 la temperatura

I varia la

v non con

apt

i Cp Pressione Processo isoentalpico

in un

diventa

ideale

Nel di gas

caso A

ft O

mi Cp

F Tze ti

a b ha

ha

o

a P

Pa

GI Q L DEC AEP

hp O e

o trascurabili

Nel ideale la

isoantalpico scenda

processo un

per pressione

gas

la

del temperatura

flusso No

direzione ma

nella TERMICHE

MACCHINE Essa dividono

termici del in

fare movimento

Usano campi si

per MACCHINE OPERATRICI

MACCHINE MOTRICI detto POMPA

Questo è

tipo CALORE

di fare

all'ambiente

calore per

sottraggono

caldo

UTILE POTENZA

LAVORO MEC

O

EFFETTO condizionatore

Frigorifero o

rimuovono calore freddo

fare

per da

trasportare calore

UTILE

EFFETTO at

sistema una

minore a

a

un

T maggiore devono

termiche

Le stazionariamente subire

macchine serie

operare una

per

di dal

che di ripetersi

ciclicamente punto

ripassano poi

processi partenza per

indefinitamente Termodinamici

CICLI

Per dei

l'analisi utile

termodinamici dei la

cicli

quindi molto

è

e

processi P

FS V

loro e

nei

geometrica piani

rappresentazione

Per Prr l'area

aperti nel

sistemi rivesta importanza

invece piano

P

l'asse

tra la e

compresa curva

PA Idp D'ALBERO

LAVORO

f

LI NEI APERTI

SISTEMI

Br

Pa dipende

MA Loro

K Fisico

son

sistema

TIPO

dal di

fuga g

g Prob

P

Gas domanda

non aumenta

Nota strana

Scaldabagno Miro

consideriamo le macchine

ora seguenti

Qi Q L

M F

Oo Oo

Queste chiusi

dei ad

sistemi infatti

macchine rappresentano essa non

di

flusso

associato nessun

è massa

Le macchine per funzionare in maniera continuativa devono seguire una sequenza chiusa di stati. Che sia una

B

sequenza temporale, od una sequenza spaziale, la macchina seguirà una sequenza ciclica di stati termodinamici.

A A2 A1

A

Consideriamo Ba

dia

processi

i seguenti

In un piano termodinamico noi non ci accorgiamo se la sequenza è spaziale o temporale.

È

E Tas È o

Tas

QI QE

o O

a

A E

Gaia

B2 Ba

È

È QI

QI

GETTO

0

I

S

S A

Al Aa Bilancio di energia

E

Qt

ha U

Ugin in

µ

Mi s

S s mi mi E

O

Ietto metto

Lavoro

Posso tutto in

calore

il

trasformare Vedi Meglio

Perché la sistemi

macchina due

tra

opera È

IN

Piano

PERCORSO T

QUALSIASI CICLO NEL S senso

TERMODINAMICO orario

produzione di

calore e Lavoro

netta

ciclo entrata netta

un di

con pari

NB entita

lavoro sono di

CALORE E E Anche P

MOTORE V

ABBIAMO cicli

CICLO

QUINDI piano i motore

UN nel

percorsi orario

in

sono senso

sì Giraffino macchina

la cada

accorra

antiorario

senso calore

più

di riceva

quanto ne in di

calore

piu quedo

esce

a ea 8

in

che entra

Quindi questa è una MACCHINA

OPERATRICE

17