Fisica Tecnica - Lezioni Teoriche 9-10-11

SISTEMI FLUENTI

1-2 iniziale ↔ t

1'-2' finale ↔ t + dt

dI = Sμ₂ - Sμ₁

al variare del messodata de una voria

dE = dH

Sμ² = Sμ₄ - Sμ

m = Sμ → la messa nell'intarnollo co tempo

debito medio disponibile

əν = ∫ν da ---- A ----

quando ṁ = SM_f---- olt^t ----P₁A₁푉₁ = P₂A₂푉₂ -

legge di conservazionedella messa

U = U → дU = Sμ (u₂^* - u₁^*)

t_p = t_p → dE_p = Sμ g (z₂ - z₁)

ε_c = ε_c → dE_c = Sμ 1₂ (푣₂² - 푣₁²)

ORA ANALIZZO:

SQ_i = q_i dt

SQ_e = q_e dt

SQ_u = Q_u dt

dU + dE_p + dE_C = SQ + SW

SW = SW_T + SW_P

SW_P = SW_PA + SW_P2

SW_PA = -P_e1 δV₁ = P_e2 δV₁

SW_P2 = -P_e2 δV₂ = -P_e δV₂

V^*_u = SU⊂ e vT^* = SV_u

δV_P = P₁ δm vT^*₁ - P₂ δm vT^*₂ = SM (P₁vT^*₁ - P₂vT^*₂)

T_i = 1000 K

T_u = 500 K → ΔT = 500 K

C_p^* = ⁷/₂ R^* → C_p^* = 4006 ^J/_kg K

h^*_u − h^*_i = 500 000 ^J/_kg

v_i^* = 50 m/s

¹/₂ v_i² = ⁵⁰²/₂ = 1250 = ^m2/_s²

^J/_kg ^m2/_s²

Poiché quello potenziale è ancora + piccolo: Δz = 10 m

g Δz = 98,1

Posso trascurare i termini gravitazionali e cinetico

ṁ C_p^*(T_u − T_i) = Ṫ_t

Ṡ_p = ṁ (s^*_u − s^*_i) − Σ_i P₁

COMPRESSORE

ADIABATICO

η_is,ρ = ^{W_P ideale}/_{WP reale} = ^{(Δh*_is ideale - h₁)}/_{(*^m* - h1) ^m}

&Qdot; + &Wdot;_T = &mdot; [(h_i* - h_e*) + 1/2(V_e² - V_i²) + φ(Z_e - Z_i)]

h_u < h_m escursione positiva

h_us < h_es escursione negativa &uUna;iguota

&Sdot;_P = &mdot;(h_u* - h_i*) - ∑(Qdot;_i/T_g) >0

h_u esc. - h_s = ^mui_sis_i ∫ dµ = ^muiis_i ∫ Tds + V*i dp

μis = ^muiis_i ∫ V* dp ≈ v* (P_{u, is} - P_i)

VOLUME SCARSAMENTE COMPRIMIBILE (LIQUIDO)

&Wdot;_Pid ideale = &mdot;(h_{u, s} - h_{i, s}) = &mdot; v* (P_u - Pi)

W_P = &Wdot;_{P ideale}/&upiisol;is, ρ

SCAMBIATORE DI CALORE

2 CORRENTI FLUIDE CHE SI SCAMBIANO CALORE

+ caldo

- freddo

APPLICO CONSERVAZIONE ENERGIA

Qdot; + &Wdot;_n = &mdot; [(h_m - h_i) + 1/2(v_m ù - v_i²) + φ(z_e-z_i)]

NON C’È SCAMBIO DI POTENZA MECCANICA

Qdot;₁ = &mdot; (h⁽ⁿ⁾_u - h⁽ⁿ⁾_m)

Qdot;₂ = &mdot; (h⁽²⁾_m - h⁽¹⁾_m)/òro/asetc

CERCO DI MISURARE LA VELOCITA' IN UN PUNTO

REYNOLDS

Re = ^ρVD/_μ

Se Re < 2300 REGIME LAMINARE

Re > 4000 REGIME TURBOLENTO

TORNANDO A PRIMA:

LE PERDITE DI CARICO DIPENDONO DAL REGIME DI MOTO

f = ƒ(Re, ε)

ΡUGOSITA’ DEI CONDOTTI

ε = ^Rugosita'/_D

ΔP_g = ƒ(^ρv2/₂)^L/_D

Ciclo di Carnot

1-2 adiabatica q=3

2-3 isoterma

3-4 esol. q=5

4-1 isoterma

ΔU = Q + W = 0

Q_H + Q_C + W > 0

-W = Q_H + Q_C

η = -W/Q_H

Q = Q_H + Q_C/Q_H = 1 + Q_C/Q_H

Q_H - Q_2-3 = ∫₂³ δQ - ∫₂³ TdS = T₂(S₃ - S₂)

Q_C = Q_4-1 = ∫₁⁴ δQ = ∫₄¹ TdS = T₄(S₄ - S₁)

η = 1 - T_C/T_H - T_MT_P/Q_H

Anche se ho costruito un ciclo di Carnot non è detto che il rendimento sia massimo (teorema di Carnot)

Sostituendo

^e M = 1 -

(1 - ^pK)

^eK-1 K(1-p)

Posso dimostrare che:

K > 1

(1 - ^pK)

K(1-p) > 1

mentre per

M_otto = 1 - ¹/_eK-1

M_diesel = 1 - ¹/_eK-1

(1 - ^pK)

K (1-p)

Allo stesso rapporto

di compressione conviene il ciclo Otto

ma nel Diesel, comprimendo solo aria

posso alzare il rapporto di compressione

devo perciò alzarlo oltre il diagramma

di auto combustione