Esercizi Fisica tecnica

ESAME FISICA TECNICA

Una trasformazione isocora porta una massa d'acqua dal suo stato iniziale con N1=0,1482 kg e P1=12 bar fino a P2=14 bar.

Disegnare sul diagramma T-s, entalpia stato iniziale e Δh. Dove siamo?

La linea del vapore saturo a 12 bar è 0,14626, quindi siamo all'interno della campana in 1. La linea dell'acqua a 14 bar è 0,1403, visto che la mia trasformazione è isocora e siamo comunque a 0,15, siamo fuori la linea. Per l'entalpia allo stato iniziale, visto che siamo in campana, regola della leva.

Al punto 1, con P1=12 bar:

↔X = _{N1 - N1satliq} / _{N2vap - N2satliq} = 0,9482

12 posizione 1

S₁ = [1-X] S_satliq + X S_vapsat

= [1-0,9482] • 2,2169 + 0,9482 • 6,5217= 6,1695 kJ/kg K

Variazione entalpia: ho già il titolo, posso quindi calcolare h1. h1 = hliq + X [hvapsat - hliq] = 2617,127 kJ/kg

Il punto 2 è fuori. Devo cercare h2 in P2=14 e N2=0,15 non ho N4, ma dei valori vicini. Allora:

Interpolazione polinomialeh₂ - h₁ = _{V2 - V3} / _{Vb - Va} → _{2845,40 KJ} / _kg in acqua surriscaldata a 1,140 MPa = 14 bar

Δh = 228,277

ESERCIZIO 2

Candotto 2,00 cm

di semmi e spessore e.s = 1mm rivestito con materiale isolante e spessore 10mm. Il candotto, amibito, trasporta 2Kg/s acqua calda > t_interno. Assumi λp = 15 e λiso = 0,04 e proprietà acqua note. (ρ, Pr, ν)

Calcolate Coefficiente scambio convettivo acqua parete con la formula seguente Nu=0,023 Re_0,8 Pr_0,3 con μ = 0,3

Per primo cerco il numero di Reynolds: Re = _{W • L} / _ν = _m' / _{S • ν}

ESAME FISICA TECNICA

ESERCIZIO 1: Una trasformazione adiabatica reversibile porta una massa d'acqua dal suo stato iniziale individuato da pressione critica e temperatura critica, fino allo stato finale, sulla linea del punto triplo. Disegnare c.

Calcolare entalpia specifica dello stato finale e variazione Nr

Il punto preso è dove scrivo. Il punto 1 è il punto critico. Pressione e Temperature al punto critico valgono (andranno nelle tabelle acqua-saturo IM Te. P.e. leggo ultimi valori)

T₁ = 373,92 K , P₁ = 22.064 kPa = 22 Mpa

Appuntiamo e cerchiamo Vg, esso è uguale sia vapore che liquido saturo m1=0,001206 m³/kg

Essendo una adiabatica reversibile (isoentropica) ho S₁ = S₂L'entalpia finale (si punta 2), la calcolo con regola della leva r

h₂ = h_e + λ (h_N-h_e), λ = ^{S₂ - S_e}/_{SN - Se}, o l'entalpia S₂ vale quanto quella in 1

quindi s₂ = 4,4070 kJ/k₂, mentre eN e se sono li utili allo stato 2: suxewe h₂ = 0,04 .... se eC = 0 S_N = 9,1566

h₂ = 0.001 (0,48312) 2200,9-0,001 = 1203,8... kJ/k₀

N₂ = NE + (λ) [N_N-N_E] = 0,001+ (0,48312) [206,00-0.001] = 99,168

ΔN = 99,164 ^m3/_k0

ESERCIZIO 2: un condotto orizzontale che collega una caldaia all'acqua di 20 litri al sec. Termina con una tubi e derivazione. Abbiamo A₁ = 0,02cm² e A₂ = 0,0025cm²

Calcolare punti di corrente, ce

Sezione ₁, ₂ ce che lega veloce 2 le coeff. oli orkaogolics B.min eleggible t = 1,09

che 999 kg/m² e Δγ = 0. Em, trascurabile gli effetti dieselp2. succeso.

-^{β [C∩] 2 + [P∩]}/₂ + φ^h₁ |, ^{β [C∩] 2 + [P∩]}/₂ φ

= 0 poiché Q₀ e ΔV = 0

TRASFORMAZIONE ISOCORA

P₁ = 12 bsl P₂ = 14 bsl N₁ = N₂ = 0,15

DISEGNARE IN T-S

1) DOVE SIAMO? TABELLA AC. SATURA

12 bsl = 1.2 MPa = 1200 kPa

L'isobara 12 bsl ha V_sat = 0,14226 quindi come

primo elemento è campana. [1] L'isobara 14 bsl ha V_sat = 0.140

quindi V₂ = 0,15 è fuori, vapore surriscaldato.

2) CALCOLARE S₁

X = (N₁ - N_{sat liq}) / (N_{sat vap} - N_{sat liq}) = 0,918821

S₁ = [1 - X] s_{sat liq} + X s_{sat vap} = 6,1695 KJ/Kg·K

Tutte le grandezze satute vanno con P₁.

3) calcolabe Δh

h₁ = (1 - X) h_{sat liq} + X h_{sat vap} = 2617,127 KJ/Kg

Anche qui tutte le grandezze sono legate a P₁

V₂ = 0,15 non c'è; ci sono 2 valori superiori e inferiori

Interpolazione polinomiale

h₂ = 2845,404 KJ/Kg

Δh = 228,277 KJ/Kg

ESERCIZIO RUBINETTO FLANGIATO

Da un rubinetto flangiato parzialm. chiuso con diam. D = 2·10^-2 mfluisce acqua 1,5 l/1,2 secondo. Q = 1,5·10^-3 m³/_sà pressione relativa 1 m e P₁ = 80 kPaIl rubinetto pesa 1,8 Kg, e L = 5 D

• Determinare F sulla flangia.

EQ. BILANCIO Q. DI MOTO + ∑F = 0dP_·/dt = -∑p k S k m k + mg + F_w→fIPOTESI - Condizioni stazionarie, dP_·/dt = 0Sistema riferimentom₂ → -JO = - ∫P N² S · m¹ - ∫P S₂ m₂ - mg - F_w→f = P_rel = 0F_j(x) = P S₁ + ρV²S₁ = 32,29 NF_j(y) = ρV S₂ - mg = 6,85 NF_f→ω = V(III)² + III²O = Arctg(^F_y/_Fx)