Fisica tecnica- Esercizi di ripasso

Un soffitto radiante, nel periodo estivo, sottrae dall’ambiente in cui è installato una potenza complessiva pari

a 6kW. Si sa che la temperatura superficiale del soffitto è pari a 19 °C, che la temperatura media radiante del

locale è pari a 22 °C e che quella dell’aria interna è pari a 26 °C. Calcolare:

coefficiente di scambio termico radiativo tra il soffitto radiante e l’ambiente, sapendo che la potenza

a) il 2

sottratta dal soffitto per irraggiamento è pari a 20 W/m ;

la potenza termica areica rimossa dall’ambiente per convezione dal soffitto radiante (espressa

b) in

W/m²), sapendo che il coefficiente di scambio termico convettivo tra il soffitto e l’ambiente è pari a 4

W/(m²K);

l’area del soffitto radiante;

c)

d) la portata di acqua che deve circolare nelle serpentine del soffitto radiante per rimuovere la suddetta

complessiva, considerando un salto termico dell’acqua pari a 2 °C.

potenza

Esercizio 3

Un ambiente parallelepipedo (6 x 4 x 3 m) ha due pareti adiacenti esterne; la più estesa è esposta a Sud, l’altra

ad Ovest. Ciascuna di esse contiene una finestra di dimensione (1,5 x 1,8 m). Le altre due pareti, il soffitto ed

il pavimento sono superfici adiabatiche. La stratigrafia delle pareti esterne è la seguente: laterizio esterno (s =

12 cm; λ = 0,8 W/(m K)), isolante (s = 8 cm; λ = 0,04 W/(m K)), intercapedine d’aria (s = 6 cm), laterizio

interno (s = 6 cm; λ = 0,8 W/(m K)). Le resistenze termiche superficiali valgono Rse = 0,04 (m2K)/W e Rsi =

0,13 (m2K)/W. La trasmittanza termica delle finestre vale Uw = 1,8 W/(m2K). Si trascuri l’effetto dei ponti

termici e si consideri un tasso di ventilazione è pari a 0,5 vol/h, la temperatura interna è pari a 20 °C e quella

esterna pari a -8 °C. Si chiede di calcolare:

a) la trasmittanza termica delle pareti;

il coefficiente di scambio termico globale per trasmissione dell’ambiente;

b) il coefficiente di scambio termico globale per ventilazione dell’ambiente;

c)

d) il carico termico invernale di progetto.

Esercizio 4 2

Una parete verticale, caratterizzata da una conduttanza termica pari a 4 W/(m K), è costituita da uno

(δ = 20·10 kg/(m·s·Pa)). Tale parete divide l’ambiente interno, a

-12

strato di 30 cm in laterizio

temperatura di 22°C e umidità relativa del 65%, da quello esterno a temperatura di -8°C. Si chiede

di: a) calcolare la trasmittanza termica e la permeanza della parete;

b) verificare se nelle condizioni specificate si ha presenza di condensazione superficiale sul lato

interno della parete;

c) in caso affermativo, calcolare il minimo incremento di resistenza termica della parete affinché

non si verifichi la condensazione. 2

Sono noti il coefficiente di scambio termico liminare interno pari a 8 W/(m K) e il coefficiente di

2

scambio termico liminare esterno pari a 25 W/(m K).

Esercizio 5

Un condotto liscio orizzontale, caratterizzato da una sezione circolare costante con diametro di 10

132 metri. All’interno del condotto fluisce una portata di 108000 kg/h di olio (ρ = 900

cm, è lungo

; μ = 0,18 kg/ms). E’ presente una resistenza concentrata caratterizzata da un coefficiente di

3

kg/m 

perdita = 2,5. Si chiede di:

a) calcolare la velocità media del fluido nel condotto;

b) verificare se il moto è laminare o turbolento;

c) calcolare le perdite di pressione lungo il condotto;

calcolare la potenza meccanica della pompa che è necessario installare

Fisica tecnica ambientale

Esercitazione 5 12/12/2016

Esercizio 1

Si consideri un condotto circolare a sezione costante

con diametro interno pari a 10 cm e realizzato come in

figura, nel quale fluisce una portata d’acqua (µ = 10 -3

kg/(m∙s)) di 43200 l/h. La pressione nella sezione 1 è

pari a 2 bar; la pressione nella sezione 3 è pari a 350000

Pa. Si trascurano le perdite nel tratto 1-2, ma si

sia quella concentrata in 2 (β

considerano nel tratto 2-3 30 m

= 1,5) sia quelle distribuite. Sapendo che la scabrezza

relativa del condotto è pari a 0,015, calcolare:

a) la velocità del fluido;

b) la pressione nella sezione 2;

c) la prevalenza fornita dalla pompa, espressa in

.

metri

Esercizio 2

Un soffitto radiante, nel periodo estivo, sottrae dall’ambiente in cui è installato una potenza complessiva pari

a 6kW. Si sa che la temperatura superficiale del soffitto è pari a 19 °C, che la temperatura media radiante del

locale è pari a 22 °C e che quella dell’aria interna è pari a 26 °C. Calcolare:

coefficiente di scambio termico radiativo tra il soffitto radiante e l’ambiente, sapendo che la potenza

a) il 2

sottratta dal soffitto per irraggiamento è pari a 20 W/m ;

la potenza termica areica rimossa dall’ambiente per convezione dal soffitto radiante (espressa

b) in

W/m²), sapendo che il coefficiente di scambio termico convettivo tra il soffitto e l’ambiente è pari a 4

W/(m²K);

l’area del soffitto radiante;

c)

d) la portata di acqua che deve circolare nelle serpentine del soffitto radiante per rimuovere la suddetta

complessiva, considerando un salto termico dell’acqua pari a 2 °C.

potenza

Esercizio 3

Un ambiente parallelepipedo (6 x 4 x 3 m) ha due pareti adiacenti esterne; la più estesa è esposta a Sud, l’altra

ad Ovest. Ciascuna di esse contiene una finestra di dimensione (1,5 x 1,8 m). Le altre due pareti, il soffitto ed

il pavimento sono superfici adiabatiche. La stratigrafia delle pareti esterne è la seguente: laterizio esterno (s =

12 cm; λ = 0,8 W/(m K)), isolante (s = 8 cm; λ = 0,04 W/(m K)), intercapedine d’aria (s = 6 cm), laterizio

interno (s = 6 cm; λ = 0,8 W/(m K)). Le resistenze termiche superficiali valgono Rse = 0,04 (m2K)/W e Rsi =

0,13 (m2K)/W. La trasmittanza termica delle finestre vale Uw = 1,8 W/(m2K). Si trascuri l’effetto dei ponti

termici e si consideri un tasso di ventilazione è pari a 0,5 vol/h, la temperatura interna è pari a 20 °C e quella

esterna pari a -8 °C. Si chiede di calcolare:

a) la trasmittanza termica delle pareti;

il coefficiente di scambio termico globale per trasmissione dell’ambiente;

b) il coefficiente di scambio termico globale per ventilazione dell’ambiente;

c)

d) il carico termico invernale di progetto.

Esercizio 4 2

Una parete verticale, caratterizzata da una conduttanza termica pari a 4 W/(m K), è costituita da uno

(δ = 20·10 kg/(m·s·Pa)). Tale parete divide l’ambiente interno, a

-12

strato di 30 cm in laterizio

temperatura di 22°C e umidità relativa del 65%, da quello esterno a temperatura di -8°C. Si chiede

di: a) calcolare la trasmittanza termica e la permeanza della parete;

b) verificare se nelle condizioni specificate si ha presenza di condensazione superficiale sul lato

interno della parete;

c) in caso affermativo, calcolare il minimo incremento di resistenza termica della parete affinché

non si verifichi la condensazione. 2

Sono noti il coefficiente di scambio termico liminare interno pari a 8 W/(m K) e il coefficiente di

2

scambio termico liminare esterno pari a 25 W/(m K).

Esercizio 5

Un condotto liscio orizzontale, caratterizzato da una sezione circolare costante con diametro di 10

132 metri. All’interno del condotto fluisce una portata di 108000 kg/h di olio (ρ = 900

cm, è lungo

; μ = 0,18 kg/ms). E’ presente una resistenza concentrata caratterizzata da un coefficiente di

3

kg/m 

perdita = 2,5. Si chiede di:

a) calcolare la velocità media del fluido nel condotto;

b) verificare se il moto è laminare o turbolento;

c) calcolare le perdite di pressione lungo il condotto;

calcolare la potenza meccanica della pompa che è necessario installare