Appunti esercitazioni e tracce svolte di Fisica tecnica, prof Cannavale

Esercizi di fisica tecnica elaborati dal publisher sulla base di appunti personali e frequenza delle lezioni del professore Cannavale, dell'università degli Studi del Politecnico di Bari - Poliba, facoltà di Ingegneria. Scarica il file con le esercitazioni in formato PDF!

Esame Fisica tecnica

Facoltà Ingegneria i

Dal corso del Prof. Cannavale Alessandro

Università Politecnico di Bari

Publisher Jackcall

A.A. 2019-2020

164 pagine

Esercitazione

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Estratto del documento

Unità di trattamento aria di un impianto di condizionamento

L’unità di trattamento aria di un impianto di condizionamento utilizza un ciclo inverso a compressione di vapore basato sul refrigerante R134a. L’evaporatore porta l’aria dell’ambiente climatizzato ad una temperatura di y + 12 °C, mentre il condensatore cede calore all’aria esterna, che si trova alla temperatura di 30 °C. Sapendo che la potenza elettrica assorbita dalla UTA è pari a 10+ x kW, che il rendimento elettrico è del 94 % e che gli scambiatori di calore sono ottimizzati per una differenza di temperatura di 5°C, determinare: - l’entalpia nel dispositivo di laminazione: __________________________________ kJ/kg [3 punti] - il COP della macchina frigorifera: ___________________________________________ [3 punti] - la potenza termica che viene sottratta dall’evaporatore: _______________________ kW [3 punti] Esercizio 4 –6–y La porta di una cella frigorifera nella quale la temperatura interna èmantenuta a ^°C è realizzata mediante due strati di lamiera (m∙K)di acciaio (spessore 1 mm e λ = 54 W/m∙K) con interposto uno strato di 4+x/10 cm di lana di roccia (λ = 0.04 W/m∙K). Sapendo che il coefficiente di scambio termico superficiale interno è di 4 W/m²∙K, determinare: - il coefficiente di scambio termico superficiale esterno, sapendo che la temperatura sulla superficie esterna della porta è di 215 °C: __________ W/m²∙K [3 punti] - la potenza termica unitaria scambiata attraverso la porta: ___________W/m² [3 punti] Esercizio 5 [tolleranza 5%] Un deumidificatore preleva 45+y m³/h di aria da un ambiente alla temperatura di 15+x °C, con umidità relativa del 60+2y%. Sapendo che l'aria viene portata dalla batteria fredda ad una temperatura di 10 °C, determinare: - la portata massica di acqua che è necessario smaltire dal

deumidificatore: _____________ kg/h [3 punti]

potenza termica che bisognerebbe somministrare all'aria per riportarla alla temperatura iniziale: _____________ W [3 punti]

Quesiti di teoria:

a) Illustrare perché quando la temperatura dell'aria aumenta un frigorifero domestico consuma di più.

b) Spiegare il legame tra temperatura e qualità dell'energia termica. [6 punti]

NOTA BENE: ai fini della valutazione, è sufficiente consegnare il presente foglio, debitamente compilato e leggibile. Salvo diversa indicazione, i risultati saranno considerati corretti se il valore sarà contenuto entro un intervallo del ±2% rispetto al valore di riferimento.

'esercizio 1' ===========ti = 5 + y + 273.15 'KTs = 45 + x + 273.15 'K' COP = Qs/(Qs-Qi)=Ts/(Ts-Ti)COP = Ts / (Ts - ti)Cells(i + 1, 6).Value = COP

'esercizio 2'===========ti = 200 + 6 * x '°C'trovo l'entropia di saturazione alla temp tisi =

' alla pu = 50 kPa si hasl = 1.0912 'kJ/kgKslv = 6.5019 'kJ/kgKtit = (si - sl) / slvCells(i + 1, 7).Value = tit' esercizio 3' ===========tex = 30 '°CTf = y + 12 '°C' definisco le temperature nel condensatore e nell'evaporatorete = Tf - 5 '°Ctc = tex + 5 '°CLm = 10 + x 'kWeta = 0.94' è nota la potenza sottratta nell'evaporatore, pari a' Qf = m*(h1-h4)' per trovare il COP dobbiamo trovare l'effetto utile (h1-h4)' e il lavoro fornito (h2-h1)' per cominciare troviamo le coord del punto 1h1 = hvsat134(te)s1 = svsat134(te)' il punto 2 avrà la stessa entropia e pressione pari a 0.8MpaT2 = findT134_p08(s1)h2 = findh134_p08(s1)' il punto 3 avrà la stessa pressione del punto 2 h3 = hlsat134(tc) trascurando l'interpolazione tra le pressioni in tabellah4 = h3' pertanto abbiamo tutti gli elementi per procedere al calcolo'COP=effetto

utile/energia spesaCOP = (h1 - h4) / (h2 - h1)

Qf = COP * Lm * eta

Cells(i + 1, 8).Value = h3 ' kJ/kg

Cells(i + 1, 9).Value = COP

Cells(i + 1, 10).Value = Qf 'kW

esercizio 4

ti = -6 - y '°C

Cs = (4 + x / 10) * 0.01

msa = 0.001

mlambdac = 54 ' W/mK

lambda = 0.04 'W/mK

hi = 4 'W/m2K

te = 20 '°C

tse = 15 '°C

calcoliamo le resistenze termiche note

Ri = 1 / hi

Rc = s / lambda

Ra = sa / lambdac

Re = (Ri + Rc + 2 * Ra) * (te - tse) / (tse - ti)

e quindi

he = 1 / Re

la resistenza totale è quindi

Rt = Ri + Rc + 2 * Ra + Re

Q = (te - ti) / Rt 'W/m2

Cells(i + 1, 11).Value = he 'W/m2°C

Cells(i + 1, 12).Value = Q 'W/m2

esercizio 5

Va = 45 + y 'm3/h

ma = Va * 1.2 'kg/h

ta = 15 + x '°C

ura = 60 + 2 * y '%

ti = 10 '°C

xa = titolo(ta, ura)

xi = titolo(ti, 100)

mv = ma * (xa - xi)

hi = entalpia_x(ti, xi)

hf = entalpia_x(ta, xi)

Qc = ma * (hf -

hi) / 3600 'kW

Cells(i + 1, 13).Value = mv / 1000 'kg/h

Cells(i + 1, 14).Value = 1000 * Qc 'W

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