Fisica Tecnica

LEGGE DI NEWTON PER LA CONSERVAZIONE

La potenza termica trasmessa per convezione è direttamente proporzionale alla differenza di temperatura ΔT (te - Tf). Per la convezione esterna Tf è la temperatura del fluido sufficientemente lontana dal corpo, mentre per la convezione interna Tf è una temperatura media che, per analogia, è in relazione con la velocità media del fluido.

La distribuzione di temperatura è uniforme, ovvero la temperatura che troviamo nella sezione ideale del condotto è la temperatura di riferimento. Per calcolare la convezione, dobbiamo usare il numero di Nusselt, che rappresenta il rapporto tra il meccanismo di trasporto per convezione e il meccanismo di trasporto per conduzione.

diforzeforza edilatazione( )coef di tuboviscoso B-.- Convezione naturale —> posso trascurare Re-.- Convezione forzata —> posso trascurare Gr-.- Convezione mista —> compaiono tutti i termini

Nel moto stazionario laminare Nu non dipende dalla velocità

RESISTENZA TERMICA L’intensità del flusso di calore è pari al modulo del rapporto tra là differenza di temperatura e la resistenza termica

• -Resistenza termica conduttiva-
• -/ / tot lati
• Ei.Rt → -== fattore )sistemageometria- deldallaforma dipende(di
• Resistenza termica convettiva-
• - lati% hloil ARi -= .→-Conduzione stazionaria in parete piana-

SCAMBIO TERMICO TRA DUE AMBIENTI-ARIA UMIDA

L’aria è una miscela di più gas, azoto e ossigeno sono quelli in percentuale maggiore, rispettivamente per l’80% e il 20%. Il vapore d’acqua è importante perché è un gas condensabile. L’acqua in condizioni normali possiamo trovarla sia in

fase liquida che in fase gassosa, detta vapore. Vapor d'acqua,ARIA UMIDA: Miscela di 2 gas che possiamo considerare perfetti Aria secca = miscela di gasPIIn condizioni di saturazione -> )Psi (TsAd ogni valore di T corrisponde unPi = dato valore della pressione e viceversaViMintVi = PiSe forniamo calore ad un liquido a P1, questo si porta sulla C.L.I dove si trova in condizione di liquidosaturo, se fornisco ancora calore il liquido evapora e arriva alla curva limite superiore, fornendo ancoracalore arriva nella zona dei vapori surriscaldati. Se prendiamo acqua a T1 e caliamo la pressione si arrivaalla curva limite inferiore, all'interno della campana rimane costante, possiamo abbassare ancora lapressione solo dopo che il liquido evapora.Temperatura e pressione di saturazione si prendono da tabella.Si dice aria umida perchè nell'aria è sempre presente una piccola quantità di vapore d'acqua (1%).L'aria umida è quindi una

Miscela di aria secca e di vapore acqueo. Il comportamento dell'aria umida può essere descritto attraverso l'uso dell'equazione di stato dei gas perfetti.

Relazione tra pressione e temperatura: conoscendo una posso trovare l'altra.

Pressione di saturazione-EBOLLIZIONE: Suppongo di porre una pentola sul fornello, la temperatura dell'acqua aumenta, a 100°C cominciano a formarsi bolle di vapore, all'interno della bolla ho vapore a pressione Pv, perché mantenga la sua forma la forza che agisce sulla superficie della bolla deve essere uguale a quella esercitata dall'esterno Pv=Pl, se considero il pelo libero della massa di acqua, abbiamo forze che agiscono verso l'esterno (P) e forze che agiscono verso l'interno (Pa). Per cui P = Pa in queste condizioni il liquido è saturo e il vapore è saturo secco.

La pressione che è all'interno della bolla è un pelo superiore a quello che esercita il liquido.

Perché la bolla deve crescere di volume?

Supponiamo ora che dentro l'acqua sia rimasta una bolla di aria, l'aria è composta da diversi gas: ossigeno, azoto e vapore d'acqua. Questa bolla si trova ad una pressione uguale a quella del liquido, ma la pressione della bolla è data dalla somma delle pressioni parziali dei tre elementi che la compongono!

Pressione: 66

Pressione vapore

Pressione

Pressione ossigeno

Azoto

miscela

La pressione parziale dei singoli gas è più bassa rispetto alla pressione atmosferica. Pongo la pentola senza fornire calore, anche in questa condizione possiamo avere acqua che evapora sulla superficie fino a quando la pressione parziale del vapore è più bassa della pressione di saturazione del vapore corrispondente alla temperatura a cui si trova il liquido. A T= 20°C ho una pressione di saturazione di 2,34 kPa. Se la pressione parziale del vapore è minore di questo valore, la massa di acqua evapora anche senza.

Se la pressione parziale del vapore è bassa rispetto alla pressione relativa alla temperatura ambiente, la pressione parziale del vapore aumenta fino a raggiungerla. Adesso l'acqua liquida non evapora più perché l'aria è completamente satura di vapore d'acqua.

STATO DELL'ARIA

Titolo -> Concentrazione in massa del vapore d'acqua

Ir;eat-icaVaporeMassa -> "->Mutato totalelarispetto dividessianchedifferenzaMa moltac' ènon massaperse: parzialePressionema vaporeµix. ÷÷ ⇐:÷n÷ : .c..= ..Ma Ma 6. 6 totalePressionecostante umidaaria"

GRADO IGROMETRICO (0-1) o UMIDITÀ RELATIVA (%)

effettivamentemolidiparzialePressione n°nell'd' Densitàariavapor acqua ✓I| // {/ / quanto l'diceci aria→ alle/ condizioni diµ è/ vicinasaturazione1/ ilsaturazione molididiPressione n° sesaturofossetabella

grande differenza allora l'aria è molto secca

TEMPERATURA DI RUGIADA: temperatura più bassa a cui si può arrivare dell'aria umida senza che il vapore inizi a condensare (a titolo costante).

Quando arrivo a Tr, Mu inizia a condensare e quindi X ↳dicoeffche bisogna Calore .latente Calore bulbo tempo convezione farlo dare evaporare ← .di per µevaporazione seccoµ7-6 1. bulbo l'che Temp Energia acqua .umido allasottrae gazza Diagramma psicrometrico.

SATURAZIONE ADIABATICA Utilizzato per determinare lo stato dell'aria: si ottiene facendo circolare aria dentro un condotto sul cui fondo abbiamo una massa di acqua, entra aria con titolo ignoto (è da determinare), se l'aria non è satura fa evaporare l'acqua finché non diventa satura quindi in uscita otteniamo aria satura, se il condotto è abbastanza lungo l'aria scambia calore con l'acqua è in uscita avrà la temperatura T2 Processo in

cui dell'aria, inizialmente non satura, viene fatta saturare senza scambio di calore;

Si realizza facendo scorrere dell'aria all'interno di un sistema sul quale nel fondo viene mantenuta

dall'acqua liquida ad un certo livello

Se il condotto è sufficientemente lungo l'aria satura in uscita ha la stessa temperatura dell'acqua

Portata massa

in entrata

In uscita

in secca

aria te7000 o↳i

Portata massa in uscita che deve

'd' essere

acqua vapor in acqua il

mantenere per immerge costante livello

RISCALDAMENTO O RAFFREDDAMENTO A TITOLO COSTANTE

Il raffreddamento è identico, ora la temperatura viene abbassata

Titolo costante

i. determinare

Possiamo il calore sottrarre da portare

→ dal 12°C

30°C per aria a

- Energia di ingresso

Flusso in batteria fornita da

Potenza+in energia

RISCALDAMEMTO CON UMIDIFICAZIONE

Scambiamo massa d'acqua, riscaldamento con umidificazione, ho un primo stadio di riscaldamento

è un secondo

stadio di umidificazione, nel secondo stadio ho un condotto inserito nel condotto più grande, immette acqua nebulizzata che evapora più facilmente e si mescola alla massa di aria che entra nel secondo stadio dal nebulizzatore.

MiaDivido per-- tiMu va