Aperte paniere Fisica tecnica

PLANK

radiazione emessa :

- varia con lamba in modo continuo

-

aumenta all’ aumentare della temperatura

- a temperature elevate è maggiore nelle zone di

minor lunghezza d’onda

- cresce molto rapidamente di quanto decresce.

(dissimmetria pronunciata)

Descrivere la trasformazione di riscaldamento e raffreddamento sensibile

La trasformazione di riscaldamento/raffreddamento sensibile è una trasformazione che avviene facendo

passare la miscela da uno Scambiatore di Calore collegato con un generatore di calore o un gruppo frigorifero.

In questo modo si aumenta o diminuisce la temperatura della miscela senza però variarne il contenuto di

umidità specifica (o assoluta) x= mv/ma (dove mv è la massa del vapor d’acqua mentre ma è la massa dell’aria

secca). Un processo durante il quale il titolo si mantiene costante è appunto indicato come riscaldamento o

raffreddamento “sensibile”.

Descrivere la valvola di laminazione

l'organo di laminazione, organo dell’impianto di climatizzazione dell’aria e corrisponde ad una strozzatura

della condotta; durante il passaggio in tale strozzatura, il liquido viene sottoposto a perdite di carico

localizzate, per cui diminuisce la sua pressione e di conseguenza la sua temperatura; la strozzatura in

questione può inoltre essere fissa (tubo capillare) oppure variabile (ad esempio, valvola di laminazione

termostatica oppure elettronica). La strozzatura variabile consente una regolazione del flusso del fluido

refrigerante, sfruttata per la regolazione del surriscaldamento del vapore di refrigerante in uscita

dall'evaporatore

Descrivere le diverse tipologie di scambiatori di calore.

Gli scambiatori di calore sono apparecchiature che permettono lo scambio di calore tra due fluidi a

temperatura differente che non possono miscelarsi tra loro

• SCAMBIATORE A DOPPIOTUBO: E’ il più semplice e consiste in due tubi concentrici di diametri

differenti, un fluido scorre nel tubo di diametro inferiore e l'altro nel condotto anulare tra le due tubazioni.

• SCAMBIATORE A SUPERFICE: appositamente progettato per consentire lo scambio termico attraverso

una grande superficie per unità di volume. E’ lo scambiatore compatto, caratterizzato da alti valori (maggiori

di 700) del parametro β

• SCAMBIATORE A TUBI E MANTELLO: il più diffuso nelle applicazioni industriali, composto da un gran

numero di tubi (a volte parecchie centinaia) e da un mantello cilindrico che li contiene.

Lo scambio termico avviene tra i due fluidi che scorrono l'uno all'interno dei tubi e l'altro all'esterno dei tubi

ma all'interno del mantello

• SCAMBIATORI A PIASTRE: è costituito da piastre corrugate in modo da formare piccoli condotti per

il passaggio del fluido.

Descrivere le verifiche termoigrometriche di Glaser e disegnare i relativi grafici

Per la verifica della diffusione del vapore attraverso le pareti si utilizza il metodo di Glaser. Esso si basa su

alcune ipotesi semplificative, e in particolare:

o regime stazionario;

o modello monodimensionale;

o trasportato solamente per diffusione.

Il flusso di vapore acqueo attraverso la parete, gv(kg/m2s), in assenza di condensazione.

GRAFICAMENTE :

Glaser si basa sulla rappresentazione della distribuzione della pressione parziale del vapore in una sezione

trasversale dell’elemento edilizio.

1. Si tracciano segmenti di retta che uniscono i valori di saturazione del vapore in corrispondenza di

ogni interfaccia fra gli strati.

2. Si traccia il profilo della pressione parziale del vapore come un segmento di retta tra la pressione

parziale del vapore interna ed esterna.

Se questo segmento non supera l’andamento della pressione di saturazione in corrispondenza di nessuna

interfaccia, non si ha condensazione.

Se la pressione parziale del vapore supera in una qualsiasi interfaccia la pressione di saturazione, si ritraccia

la pressione parziale del vapore come segmenti di retta tangenti al profilo della pressione di saturazione del

vapore senza oltrepassarla. I punti di contatto rappresentano le interfacce di condensazione.

Descrivere quali sono le verifiche igrometriche previste per gli edifici, con particolare riferimento alla

verifica di Glaser.

Le verifiche igrometriche sono la verifica della condensa superficiale sul lato interno delle pareti perimetrali

e la verifica della condensa interstiziale, per la prima si devono considerare le condizioni climatiche esterne,

la qualità termica di ogni elemento dell’involucro edilizio, la produzione interna di umidità, la temperatura

dell’aria interna e sistema di riscaldamento; la seconda considera invece la condensazione all’interno delle

pareti perimetrali, provocando il decadimento delle qualità dei materiali interni delle pareti. Per la verifica

della diffusione del vapore attraverso le pareti si utilizza il metodo di Glaser.

Dimostrare come si ottiene la relazione di Mayer tra i calori specifici di gas perfetti.

La relazione di Mayer tra i calori specifici di gas perfetti è la seguente: cp-cv= R Per dimostrare come si ottiene

la sopracitata relazione partiamo dalla definizione generale di calore specifico: il calore specifico di una sostanza è

l’energia necessaria per innalzare di un grado la temperatura della massa unitaria della sostanza stessa e si misura quindi

in [J/(kg*K)]. Da alcuni esperimenti si è evinto c he sia l’energia interna che l’entalpia di un gas ideale sono funzioni

unicamente della temperatura E quindi anche i calori specifici cv e cp dipendono unicamente dalla temperatura cp(T) - cv(T)

=R

La relazione di Mayer evidenzia che la differenza tra i calori specifici a pressione e volume costante di un gas ideale è una

costante dipendente solo dalla composizione chimica della sostanza.

Dimostrare l'espressione linearizzata dello scambio termico radiativo.

Nel caso di superficie piccola circondata completamente da una molto più grande alla stessa temperatura

q 1-2 = hirr (T1 − T2) = σε (T1^4 − T2^4) dove hirr = σε4Tm^3

Disegnare il ciclo frigorifero sul diagramma ph e descriverne i componenti principali

In genere, si usa il piano pressione-entalpia in cui è possibile leggere i valori dei salti entalpici

Disegnare il diagramma hs con la campana dei vapori saturi e tutte le curve caratteristiche in esso

contenute, spiegandone il significato:

Con il riferimento al grafico h-s

ISOBARE → con pendenze crescenti (de ha pendenza

maggiore di ab)

PUNTO CRITICO → non è al massimo della curva

ISOTERME

-

Al di fuori della curva si differenziano dalle

isobare

-

Al diminuire della pressione tendono a

diventare orizzontali.

Disegnare il diagramma Ts con la campana dei vapori saturi e tutte le curve caratteristiche in esso

contenute, spiegandone il significato:

Con il rifermento al grafico T-s

ISOTERME → ORIZZONTALI La retta A-B è quella

del PUNTO TRIPLO

ISONTROPICHE → VERTICALI

ISOLENTALIPICHE → Tendono a diventare

ORIZZONTALI al crescere della temperatura.

ISOBARE:

- All’ interno della curva si comportano nello

stesso modo delle isoterme.

- Al di fuori della curva si comportano

addensandosi alla curva limite inferiore.

Disegnare le curve con gli andamenti delle temperature di uno scambiatore equicorrente e di uno

controcorrente? Quali sono le principali differenze.

In due tubi concentrici , un flusso caldo e un flusso freddo.

EQUICORRENTE: i fluidi caldo e freddo vanno nella stessa direzione e verso.

CONTROCORRENTIE: i fluidi caldo e freddo vanno nella stessa direzione ma verso opposto, la temperatura di

uscita del fluido freddo può superare quella di uscita del fluido caldo.

Per cui per scambiare una determinata potenza termica nel caso di scambiatore in controcorrente è

sufficiente una superficie di scambio termico inferiore rispetto a quella necessaria per uno scambiatore

equicorrente, ciò spiega la convenienza di utilizzare scambiatori in controcorrente rispetto a scambiatori in

equicorrente. ΔTML,UC > ΔTML,EC

Disegnare poi le curve di un evaporatore e di un condensatore entrambi in controcorrente.

CONDENSATORE: uno scambiatore nel quale uno dei due fluidi cede calore all'altro e, per questo, condensa.

fluido condensante (per condensare cede calore al fluido refrigerante e sappiamo che la sua temperatura

non aumenta durante la transizione di fase). Fluido refrigerante più freddo che si riscalda sottraendo calore

latente al fluido più caldo condensandolo.

EVAPORATORE: è uno scambiatore di calore nel quale uno dei due fluidi assorbe una quantità di calore e,

perciò, evapora. Fluido riscaldante più caldo che si raffredda cedendo calore latente al fluido più freddo al

fine di farlo evaporare. Fluido evaporante (per evaporare sottrae calore al fluido da raffreddare e sappiamo

che la sua temperatura non aumenta durante la transazione di fase.

Disegnare sul diagramma psicrometrico un tipico trattamento invernale e descriverne le trasformazioni

Nel caso invernale il carico termico sensibile è negativo (abbiamo dispersioni termiche) e quindi l’aria di

immissione sarà rappresentata da un punto posto sulla parte della retta ambiente che sta a destra del punto

ambiente.

Più calda sarà l’aria immessa, minore sarà la portata necessaria; ma non è il caso di immettere aria a

temperatura superiore a 40°C (darebbe fastidio a chi si trovasse in prossimità delle bocchette).

Poiché, salvo in casi particolari, la produzione di vapore all’interno del locale è ridotta, il calcolo delle

dispersioni termiche si limita al sensibile e la retta ambiente è orizzontale.

Disegnare sul diagramma psicrometrico una trasformazione di raffreddamento con deumidificazione e

di riscaldamento con umidificazione ad acqua

Partendo dal punto E, e cioè prelevando l’aria nelle condizioni alle quali si trova nell’ambiente esterno, si deve arrivare al punto

I. Per fare ciò l’aria dovrà subire delle trasformazioni:

raffreddamento con deumidificazione (perché nel momento in cui si arriva alla temperatura di rugiada ogni successivo

raffreddamento deve comportare la diminuzione dell'umidità assoluta.

Tenendo conto che dobbiamo raggiungere il punto I risulterà conveniente arrestare la deumidificazione in corrispondenza del

punto D, posto sulla curva di saturazione e avente la stessa umidità assoluta del punto I. In tal modo la trasformazione

successiva sarà un riscaldamento a titolo costante.

Disegnare sul diagramma psicrometrico una trasformazione di riscaldamento sensibile e di

riscaldamento con umidificazione a vapore

Il riscaldamento sensibile consiste in un riscaldamento dell’aria umida senza aggiunta o sottrazione di acqua

dal volume