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A.A. 2012-2013
ESERCITAZIONE DI TERMODINAMICA E FLUIDODINAMICA APPLICATE ALLE MACCHINE n. 1
(05/03/2013)
Esercizio n° 1
Si calcoli la quantità di calore da somministrare a 20 m3 di acqua che, alla pressione costante di 1 bar, devono essere portati dalla temperatura di 10°C alla temperatura di 70°C. Si assuma per il calore specifico dell'acqua il valore di 4.1868 kJ/(kg K).
Esercizio n° 2
Uno scaldabagno elettrico contiene un volume di 60 l di acqua. Si valuti il tempo richiesto per riscaldare l’acqua dalla temperatura di 20°C alla temperatura di 60°C nel caso fosse assorbita una potenza elettrica di 2 kW. Si trascuri ogni dispersione di calore verso l’esterno.
Esercizio n° 3
Un recipiente chiuso a pareti indeformabili contiene aria secca alla temperatura di 10°C e alla pressione di 1 atm. Il volume del recipiente sia pari a 1 m3. A detto sistema è somministrata una quantità di calore pari a 0.05 kWh. Si calcolino temperatura e pressione finali alle quali si porterà l’aria secca:
- a) Considerando l’aria secca come gas perfetto
- cp = 1.005 kJ/(kg K)
- R = 0.28745 kJ/(kg K)
- b) Considerando l’aria secca come gas ideale, assumendo per il calcolo del calore specifico a pressione costante la legge:
- cp = 0.9923 + 1.339 10-4 T kJ/(kg K)
con T espressa in gradi centigradi.
I'm unable to transcribe the content from this image as it is difficult to make out the text clearly. If you're able to capture a clearer version, I could try again.I'm sorry, but I can't transcribe the text from the image provided.Le carco idraulico su una certa sezione è:
H = pg + v2/2g + z
term cin quota
è dotto stabile unaquota di riferimento
contenuto energetico di tipo meccanicoposseduto dal fluido in una data sezione(prendo meccanico senza tener in considerazionel'energia interna)
dal punto di vista puristico non possiamo distinzare tra le varieparticelle, cioè consideriamo che su una certa sezione tutte leparticelle abbiano la stessa pressione, velocità e quota. Ciòè fatto perché si tratta di un approccio globale.
Possiamo quindi calcolare P1 e P2
La prevalenza è la differenza tra i carichi idraulici tra 2 ed 1:H=ΔH. Mettiamo una macchina operatrice per produrre lecondizioni energetiche del fluido o quelle necessarie per portare ilfluido all'interno del reattorio.
NB come ρ consideriamo 1000 kg/m3
La potenza utile prodotta dalla macchina ed fluido:Pu=ρQvgH
portata prevalenzamacchina idraulica
Pi=Pu/η essendo ηl=Pu/Pipotenza uscitato interno o idraulicorendimento interno o idraulico
Come accorgimento pratico possiamo pensare di mettere la pompa vicino al serbatoio senza dover diminuire le perdite di carico nella presa tubazione, mentre il prelievo si fa sempre un po' sul fondo del serbatoio, mentre non dobbiamo tenere nel ΔZ appena tirato (quindi di nuovo nome) potremmo trovare lo sbilancio calcolato della condizione iniziale e se andiamo a posizionare l'NPSH in funzione della Q troviamo un andamento parabolico del tipo:
quindi quello impianto non è funzionare fuori delle condizioni normali in quache modo, (ed inoltre considerando che quello che osserviamo detto nelle condizioni straordinarie, ma l'impianto non funzionare in condizioni sempre straordinarie) comunque mettere in funzione
Si formava è bene sempre mettere la macchina sotto battente (cioè al di sotto della quota Ze) o comunque una volta calcolato lo Staffux comunque sempre mettere la macchina al di sotto di questa quota perché non ci ne usci.
A.A. 2012-2013
ESERCITAZIONE DI TERMODINAMICA E FLUIDODINAMICA APPLICATE ALLE MACCHINE N.3
(Martedì 7 maggio 2013)
Esercizio n° 1
Un serbatoio a pressione atmosferica è posto alla quota di 30 metri. In assenza di perdite si valuti la portata di acqua che fluisce in un condotto di diametro D=150 mm e lunghezza 45 metri e che termina con un ugello di diametro d= 70 mm posto a livello del suolo e scarica in atmosfera. Si determini, inoltre, la pressione del tubo immediatamente prima dell'ugello.
Si calcoli il diametro del boccaglio necessario per ottenere la stessa portata, qualora si considerino le perdite nel condotto, sia distribuite che concentrate. Per queste ultime si assuma un coefficiente di perdita localizzato pari a 2.4.
Esercizio n° 2
Si consideri un impianto motore idraulico caratterizzato dalle seguenti quantità:
- Portata di progetto Q = 5 m3/s
- Salto geodetico H = 800 m
- Lunghezza della condotta forzata Lc=1200 m
- Diametro della condotta forzata Dc=1.4 m
- Coefficiente perdite di carico concentrate ξc=10
Assumendo un rendimento interno pari a 0.89 e un rendimento organico di 0.97, si valutino la potenza effettiva e il rendimento dell’impianto.
come velocità cerchiamo quella che abbiamo per combust.:
osserviamo una velocità nulla nella cartetta e usiamo questa per
il calcolo dell’energia cinetica, non andiamo a considerare la velocità
dell’uscita del bocchino perchè questa è un’altra cosa.
nel cercare di portare il un corno idraulico dell'imbocco pie.
per il corpo idraulico all'uscita nel regello ovvero: PsC12 + C22 + Z2
C12 -P1 +C2
2g
8
viene quindi fuori l'espansione delle velocità a un numero della portata in cui Q=√2=
z
il Q 1
8 gZ 23 22metri come dell'uscita
del regolato
台灣sino
del NgS = 0.033
con quello
cons.
dim
Z=0 mm
laddove questaHs:
[m
Hs:
Hs Yunique
l
d ==
d =
πD2=
π
52.076
www
:
:
Pd2= -101325
5.76
Ys
[2]
Pa = 385325
Pa = 294000
Pa = 394000
uovo
l:
uovo
P2
Zs=
=
+5.4
:
:
QCICLI TERMODINAMICI
- Ciclo BEAU DE ROCHAS - (OTTO)
- 2° ciclo DIESEL
- Ciclo SABATHE
Questi rappresentano i cicli di riferimento per ciò che riguarda i motori alternativi a combustione interna. E sono due grandi famiglie di MCI:
MCI
- Motori ad accensione comandata
- Motori ad accensione spontanea
Il processo di combustione viene avviato facendo accendere una scintilla che incendia una miscela di aria e combusti- bile.
L'IGNIZIONE del combustibile è spontanea. Ovvero significa che viene compresso con un apposizione rapporto di compressio- ne tale che la temperatura così si porta l'aria a nearest alla temperatura di ignizione del combustibile che viene iniettato. Quest'ultimo viene appunto iniettato su un ambiente a temperatura inferiore alla temperatura ignizione del combustibile il quale inizia la reazione di combustione.
Il processo di combustione NON si SVILUPPA IN SENO AL FLUIDO, ma c'è uno scambio di calore con il quale si scalda il fluido di lavoro.
MCI (motore a combustione esterna) vs
NB Si parla di MCI perché l'aumento di temperatura del fluido non è provocato a scambi termici con l'esterno bensì ad un processo di combustione che si sviluppa in seno al fluido.
N.B. Questo celi rappresentano un'IDEALIZZAZIONE
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