Esercizi con domande di Fisica Tecnica

B.S.Riportare sul diagramma di Mollier il percorso seguito dallatrasformazione 46Fisica TecnicaMiscele gas vaporeUn’aria (h=15 kCal/ kg ; x= 12g/kg ) viene miscelata in rapporto 1:2 conas asun’altra aria (T =23°C; T =29,5°C). L’aria di miscela subisce poi unar butrasformazione che la porta alle condizioni finali caratterizzate da unatemperatura invariata e una umidità assoluta di 13g/ kg . Riportare laastrasformazione sul diagramma di Mollier e descrivere in dettaglio lemodalità con le quali tale trasformazione viene effettuata. Supponendoun'efficienza perfetta, a quale temperatura dovrà trovarsi il fluidorefrigerante utilizzato per il raffreddamento?

47Fisica TecnicaMiscele gas vapore10 kg di aria nelle seguenti condizioni:h= 10 kCal/kg , x=7g/kg , vengono miscelati con un’aria satura, al fineas asdi ottenere una miscela caratterizzata da una temperatura di 30 °C e unaUR di 0.9. Calcolare la massa d’aria satura che

andrà miscelata all'aria iniziale. 48Fisica TecnicaMiscele gas vaporeDell'aria ambiente alla temperatura di 15°C e con un'umidità relativa del 65% viene riscaldata ad umidità assoluta costante fino ad arrivare ad un'entalpia pari a 83.72 kJ/kg; in questo stato entra in un essiccatoio. Dopo il processo d'essiccazione esce alla temperatura di 27°C ed umidità relativa del 90%. Calcolare quale deve essere la portata d'aria per sottrarre 360 kg di acqua all'ora. Inoltre determinare la quantità di calore da somministrare nella fase di riscaldamento. 49Fisica TecnicaMiscele gas vaporeCalcolare il calore da somministrare e la massa d'acqua da aggiungere (nei processi di riscaldamento e umidificazione) a 100 kg di aria umida alla temperatura di 5°C con umidità relativa del 55% che deve essere portata alla seguente condizione: temperatura = 25°C, umidità relativa = 60%. Disegnare il percorso eseguito

Dal processo sul diagramma di Mollier:

50Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Calcolare il calore da togliere e da fornire (nella fase di post-riscaldamento) a 100 kg di aria umida alla temperatura di 35°C e con umidità relativa del 90% per portarla alla temperatura di 20°C e umidità relativa del 50%.

Disegnare il percorso del processo sul diagramma di Mollier.

Il processo si svolge a pressione atmosferica.

51Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Dell'aria umida nelle seguenti condizioni:

P = 15.2 mm; T = 18°C; x = 13 g/kg; T = 21.8°Cv Hg rugiada as budeve essere portata nelle condizioni finali caratterizzate da una umidità relativa del 60% e da una Pvs di 44 mm .hg

Descrivere i metodi mediante i quali tale trasformazione può essere eseguita e riportare sul diagramma di Mollier i relativi percorsi e descrivere in dettaglio le modalità operative secondo le quali eseguire le trasformazioni.

52Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Una massa d'aria umida

100 kg di aria secca nelle seguenti condizioni: Pv=9.668*10 psi e P =10 mm entrano in un essiccatore venendo a contatto con un prodotto alimentare. All'uscita dall'essiccatore, l'aria presenta una umidità relativa del 80% e da una entalpia specifica di 142 kJ/kg. Determinare la quantità di calore da fornire nell'intero processo; considerando la trasformazione classica (pre-, post-riscaldamento, saturazione isoentalpica) e sapendo che il prodotto alimentare non può subire un riscaldamento ad una temperatura superiore a 40°C, disegnare la trasformazione sul diagramma di.

Mollier 54Fisica TecnicaMiscele gas vapore

In una torre di raffreddamento l'acqua entra alla temperatura di 40°C ed esce alla temperatura di 25°C. L'aria invece, entra alla temperatura di 20°C con un'umidità relativa del 40% ed esce alla temperatura di 32°C con un'umidità assoluta di 25 g/kg d'aria secca. Determinare la portata in massa d'aria secca che passa attraverso la torre, essendo la portata d'acqua, che entra nella torre, pari a 10 kg/s.

55Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Determinare la portata d'aria necessaria da immettere in un locale per mantenere la temperatura a 20°C e l'umidità relativa al 65%. Le condizioni dell'aria esterna sono:

• temperatura: 5°C;
• umidità relativa: 80%.

Considerare inoltre che:

• tramite le parete c'è una perdita di calore, pari a 50 kW;
• la temperatura di immissione dell'aria nel locale sia di 25°C.

Disegnare sul diagramma aria-vapore

d'acqua il percorso seguito dall'aria. 56Fisica Tecnica Miscele gas vapore 10000 kg/h di aria umida vengono prelevati dall'ambiente (P =31.5vsmm ; x=22 g/k ) per subire un processo di condizionamento. NelHg gas locale vanno mantenute le seguenti condizioni: T=20°C; U.R.=0.4. Attraverso le superfici vetrate viene trasmessa una potenza termica di 20kW; all'interno del locale vengono prodotti, a seguito della respirazione umana 16 kg/h di vapore. Calcolare la quantità di calore da togliere nella sola fase di raffreddamento e la quantità di condensa che si forma. Supponendo di effettuare un riciclo con 1/3 di aria proveniente dal locale, calcolare il risparmio energetico ottenibile, espresso in watt. 57Fisica Tecnica Miscele gas vapore Determinare la portata d'aria che si deve immettere in un locale, per mantenere la temperatura a 20°C e l'umidità relativa al 65%. Le condizioni dell'aria esterna sono: - temperatura: 5°C;-

umidità relativa: 100%. Considerare inoltre che:

• tramite le parete c'è una perdita di calore pari a 80 kW;
• la temperatura di immissione dell'aria nel locale sia di 28°C;
• non c'è produzione di vapore.

Determinare inoltre le condizioni termo-igrometriche dell'aria di miscela (aria esterna/locale) che consente di ridurre del 30% i consumi energetici di condizionamento.

58Fisica Tecnica

Miscele gas vapore

8333 m³/h di aria umida vengono prelevati dall'ambiente (P = 31.5 mm ;3 vs Hgx = 22 g/kg) per subire un processo di condizionamento. Nel locale asvanno mantenute le seguenti condizioni: T = 20°C; U.R. = 0.4. Attraverso le superfici vetrate viene trasmessa una potenza termica di 20 kW; all'interno del locale vengono prodotti 30 kg/h di vapore da macchinari (hv = 1000 kCal/kg). Calcolare la quantità di calore da togliere e la quantità di condensa che si forma. Supponendo di effettuare un riciclo con 1/3 di aria proveniente dal locale.

Le pareti di un locale di 50 m² di superficie scambiano calore con l'esterno (K=2W/m² K). Dovendo mantenete le condizioni termo-igrometriche (p =11 mm ; T=15 °C) costanti si prevede di condizionare lo stesso per compensare sia i carichi termici che una produzione di vapore di 8 kg/h.

Determinare le caratteristiche termo-igrometriche che l'aria dovrà possedere dopo il condizionamento.

Calcolare il calore da fornire nell'intero processo e riportare il percorso sul diagramma di Mollier (condizioni esterne: T =5°C; U.R.=40%)

bsLa massa di aria secca da trattare è pari a 2500 m³/h.

Calcolare inoltre la percentuale di risparmio energetico ottenuta da un riciclo parziale (1/4 aria locale, 3/4 aria esterna).

Determinare la minima portata d'aria necessaria che si deve immettere in un locale per mantenere la temperatura a

Mollier (condizioni esterne: T =5°C; U.R.=80%).

Mas= 1000 kg/h 62Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Studiare il condizionamento di un ambiente che deve essere mantenuto alla temperatura di 22°C con un'umidità relativa del 50%, sapendo che l'aria all'esterno è alla temperatura di -2°C con un'umidità relativa del 95%. Nell'ambiente si formano 6 kg/h di acqua e vi è una dispersione di calore pari a 9 kW, la portata d'aria è, inoltre, pari a 2400 kg/h 63Fisica TecnicaMiscele gas vapore

Un'aula (Lunghezza 10m, Larghezza 20m, altezza 7,5m) ospita 200 persone. Volendo mantenere le condizioni termo-igrometriche costanti (T =25°C, U.R. = 50%), si prevede di condizionare il locale per compensare i seguenti carichi:

a) rientrate termiche. Le condizioni esterne son T =35°C, U.R.=60%; il locale scambia calore con l'esterno dalle quattro pareti laterali (No soffitto e pavimento); il coeff. globale di scambio