Esami fisica tecnica

Compito Fisica Tecnica 20/9/93

Calcolare la potenza dissipata da una parete in acciaio verticale larga 0.8 m ed alta 1.5 m, dello spessore di 1 mm, che separa un ambiente con aria calda alla temperatura di 40 °C e temperatura di bulbo umido di 30 °C, da uno con aria alla temperatura di 5 °C.

Considerare l'aria un gas perfetto con R=287 J/kgK.

DATI

• parete in acciaio
• conduzione con camicia aria perfetta
• temperatura aria esterna di bulbo secco
• temperatura di bulbo umido
• richiesta
• determinare la potenza termica dissipata
• spessore della parete in acciaio

Sicuramente viene fornito il bollo con le caratteristiche dell’acciaio, in nome lo quale possiamo ottenere la sua conducibilità termica K_p:

K_a = 55.35 W/m²K

conducibilità termica acciaio

dimensioni parete di acciaio

d

Nella cessione della potenza termica dissipata dell’acciaio devono emergere due componenti:

conduzione

convezione

irraggiamento

Q_cond = \(\frac{K \Delta B}{s} (T_i - T_e)\)

Q_conv = h_conv A\(_\text{s}\) (T_i - T_e)

Q_irraz = h_irraz A\(_\text{s}\) (T_{i\(_\text{A}\)} - T_{e\(_\text{A}\)})

In questo ambito le equazioni svolte:

Bilancio energetico superficie 1

Bilancio energetico superficie 2

Il caso di scambio A↕₂ è lo stesso ma con vari con processi:

A\(_\text{s}\) A↕₂·1.5 = 1.2 m²

processo di scambio

resistenza del cambio di condimento

Andiamo ad esplorare i bilanci energetici superficiali

1. Q_convi + Q_radi = Q_cond

   →

2. Q_conve + Q_cond + Q_conv

   →

Devo quindi calcolare e . Inoltre, scrivo i per potere risolvere il sistema. richiede delle tabelle, richiede calcolo, quindi occorre rifare le tabelle e congresso il coefficiente di combustione e per .

...perché credo come corpo grigio:

1. Q_c/0, E_c [ = R₂ ] = Q_usc?

Optimum per il sistema numeroso 2. Accettare per l'errore del bilancio di cura accadeva quindi che il sistema il firmo seguente:

Q_conve =

Calcolo coefficiente di convezione P_i e P_e ( Vale ad osservare: T₁ e T_i )

P_e

Cp?

T_film = T_i + T₁; T_sur = T_xi +

• ...

• N_u =

con Cp ρ ) Konatute dell'anne cedebili a competente T éducch

1. Cp = 10,10 S
2. μ = 116

k: an interpretazione se le tabelle.

ν: an interpretazione se le tabelle.

Trovo finura vibrioni dei coefficiente convettivi in modo ad sistema.

NB 3: La posizione della ponte è immorale mobilo quanto T₂ ≈ io.

[...] Il sistema di due equazioni si incrociarono e = 1 - 2. Io risolvo e verifica [..] il coefficiente dal me imputare.

Calcolo viscosità cinematica

Calcolo della temperatura del film Tf=33ºC. Quando i seguenti valori da tabella col metodo

parte la temperatura in Kelvin

_ν = 0,835 (1,064 * 1,35) + 1,35 = 1,64 * 10^-5 m²/s

Calcolo conducibilità termica

Tf = 33 + 273,15 K

K = 0,024

_K = 0,375 (0,027 - 0,024) + 0,024 = 0,026 W/mK

Coefficiente convettivo base superiore h₁

_Gr = ^{gβ 3 (Tf - T∞)} / _ν² = ^{0,032 (9,81 * 0,01 * (40 - 23,15))} / _{(30 * 273,15)²} = 4 * 10^-8

Calcolo del numero di Rayleigh _Ra = _Pr * _Gr

Calcolo diretto del numero di Nusselt _Nu = _C * _Gr Pr n minore

_Nu = _C * _Ra

Coefficiente convettivo superficie laterale h₂

Viene proposto lo stesso procedimento usato per trovare h₁

_Re = _Gr Pr -> C, a, b - vedi le tabelle

Calcolo Nu visto a calore Nu = _Nu K / H

P_V1 + 1/2 u₁² + g z₁ = P_V2 + 1/2 u₂² + g z₂ + R 1/2

P= P_atm - P_V

V_i, V_f per fluido incomprimibile

P_V1 + 1/2 ( u₂² - u₁²) + g (z₂ - z₁) + P_V1 + R = 0

P_V1 - P_V2+ g (z₂ - z₁) + R = 0 --- se ha 0 e incomprimibile ottengo R = g h

R= R_dissipative + R_concentrate

cariche di carico compressibile

R_dissipative = β Q = ω² / 2

R_concentrate = Σ (β · u² / 2)

Causando facendo l’uso della formula per calcolare il fattore di attrito idraulico β

sia i le ordine assumendo del fluisso laminare

Dividente le assurdo molecole, flusso affermo incomprimimento (β = 1.5) e con alleggerimento (β = 1.5)

R_e = Σ ( β · ω² / 2) = 1.5 · ω² / 2 +1.5 · ω₂ / 2 = 3/2 ω² (perdite concentrate)

R_c della Rc = Σ (β · u₂) = 3/2 3 u² / 3 · ω²

R = (1/q · 1/b ) ω² / 2

perdite del carico comprensibile

R + Pv₁ - Pv₂ + g h = 0

formo spuntature per riducono la velocità del flusso

f = 0.0056 (1 + 2(0.6)

f = ( (0.2) ¹⁰_d E⁰

D ^{1/2 56}

Cio coincide al prendere il carico durano conoscere la f – ω. Precedendo di accide l'andura. Ci viene formulato ltd

E che procedendo Go Stincasso.

Precedo indelecenda e minimo di Raundot. Modulo

Schemino con trama (Deu ipotreano il numero di Reynolds)

hp_tp = fbd 1 / 2

aroffenza para efit arcidenzi kiu ovestri garmacende per la verifico la Re

hp_tp = β

rispetto universale per il numero di Reynolds

Penzandamento l'ipotezu con Re che tende di infinto (oo).

Sperzato suo soman il grado di nuovere

e le successiono parvero Y

Qualcino il elementari di tolête la effico che con il fluido coniando e costituire R mele l'equazione

degli universo armonico

fluide Arnoide

D = (1 / q ) 3

le elem ) ω，加 Vαλεςνα φιλειδης λογ, T/O λ

[(I) ] β

P(ire) ω⁵ = 0

Restrenze con eslude = 1/2 _b Res ; ω^{h, r} = 0

ω = (2β / 3)

velocità fluono

(1/g) [ (0.2)

[(h/g) ]⁴ δ )

t

(1/b)³

Vaoi al bono di ridurcararcone le minima ipotesi sull'elione del numerovale di Reynolds Re con ke

seguendo peculiarità

R_e = c u_D

con V acudstore c I/ [p2 = Th – Imrcav – Linien

^{linea ponga i miei conclusireni}

Re segnano la = D

125. - Compito Fisica Tecnica 11/7/2006

Nel contenitore dalle pareti rigide ed adiabatiche rappresentato in figura abbiamo inizialmente 1 m³ di aria secca alla pressione di 1 bar, separata da un setto rigido da una massa di 2 kg di acqua, ambedue alla temperatura di 40°C. Una volta rimosso il setto, il cui volume consideriamo trascurabile, aria ed acqua sono poste in contatto. Calcolare la temperatura e la pressione totale finale che avremo all'interno. Calcolare poi la variazione di entropia. Considerare l'aria ed il vapor d'acqua dei gas perfetti.

Temperatura °C

0

40

100

300

500

1000

Visc.cinen. 10^-6m²/s

1.35

1.69

2.30

48.0

73.0

137.0

Conducibilità termica k

0.024

0.027

0.031

0.049

0.056

0.076

R_w = R_o/m=461.91 (J/kg K)

P_w=(0.00004*t + 0.0013*t² + 0.0447*t + 0.607) [kPa] con t in °C

Dati

• Contenitore di volume e angolo ed adiabatico
• Vol = 1 m³
• V_l = 2 kg
• Tario, T_acqua = 40°

Richieste

• Calcolare la temperatura finale della miscela aria-acqua
• Calcolare la pressione finale della miscela aria-acqua
• Calcolare la variazione di entropia del sistema

Ipotesi

• Considera l'aria secca e il vapore d'acqua come gas perfetti.
• Considera l'acqua come fluido incomprimibile (NON VAPORE)