Fisica tecnica- Esercizi Trasmissione calore

Esercizio 8

Due superfici nere ad alta temperatura, di area unitaria, scambiano una potenza termica di 500kW; le temperature delle due

superfici sono rispettivamente T =2200°C e T =800°C. Calcolare:

1 2

a) il fattore di vista di ciascuna delle due superfici;

b) il coefficiente di scambio termico per irraggiamento h ;

r e l’ambiente circostante,

c) il flusso termico scambiato per convezione tra la superficie nera con temperatura T 2

supponendo che la temperatura dell’aria sia pari a 20°C e che il coefficiente di scambio termico convettivo si ricavi con

l’equazione h = 1,5·ΔT 0,5 .

c

Esercizio 9

Una pannello radiante a pavimento presenta una temperatura superficiale di 29°C. La superficie del pannello è pari a 100 m². Il

= 1.5 ΔT

2 0,5

coefficiente di scambio termico radiativo è pari a 4 W/m K e quello convettivo si valuta attraverso la relazione: h c

essendo ΔT la differenza tra la temperatura dell’aria e quella del pannello. La temperatura dell’aria interna è 20°C e quella media

radiante pari a 19°C. Calcolare:

1) il flusso termico emesso per radiazione dal pannello, espresso in W

2) il flusso termico emesso per convezione dal pannello, espresso in W

3) il flusso termico totale emesso dal pannello, espresso in W

4) la resa termica del pannello, espressa in W/m².

Esercizio 10

Si ha una parete piana al cui interno è collocata un’intercapedine d’aria. Le due facce dell’intercapedine sono rispettivamente a

17°C e a 11°C. La resistenza termica dell’intercapedine è 0,16 m K/W. La conduttanza termica Λ della parete vale 1,8 W/(m

2 2 K)

2

e la sua trasmittanza termica vale 1,4 W/(m K). Si calcoli:

1) il flusso termico scambiato per unità di area attraverso la parete;

2) la differenza di temperatura tra le due facce della parete;

3) la differenza di temperatura tra i due ambienti separati dalla parete.

Esercizio 11 2

Una parete di 40 m , attraversata da un flusso termico di 640 W, divide un ambiente confinato alla temperatura di 20°C

–8°C.

dall'ambiente esterno la cui temperatura è pari a La temperatura superficiale della faccia interna della parete è 18 °C.

Sapendo che il coefficiente di scambio termico liminare esterno è pari a 23 W/(m²K), calcolare:

1) il coefficiente di scambio termico liminare interno;

2) la temperatura superficiale esterna della parete;

3) la conduttanza termica della parete;

4) la trasmittanza termica della parete;

5) la nuova resistenza termica necessaria per ridurre il flusso termico a 400 W.

Esercizio 12

Un tetto piano, con stratigrafia dall’esterno all’interno:

λ

- calcestruzzo = 0,9 W/(mK) s = 5 cm

λ

- isolante = 0,04 W/(mK) s = 4 cm

λ

- laterocemento = 0,6 W/(mK) s = 30 cm

è lambito dal vento con una velocità v = 36 km/h. La temperatura esterna è pari a 30°C, quella interna 295K. Sapendo che il

coefficiente di scambio termico liminare è espresso dall’equazione h = 10 + √2·v, con v espressa in m/s, e che nel locale la

velocità dell’aria è trascurabile, si calcoli:

1) La trasmittanza termica del tetto;

2) Il flusso termico che attraversa il tetto;

Lo spessore s con cui l’isolante dimezzerebbe il flusso termico valutato al punto precedente.

3)

Esercizio 13

Si consideri un ambiente d’angolo di dimensioni in pianta 6x6 m e di altezza 3 m, posto al piano intermedio di un edificio

interamente riscaldato a 20 °C: le due pareti disperdenti dell’ambiente in esame sono interamente vetrate e hanno conduttanza

λ K). Sapendo che la temperatura dell’aria interna è pari a 20 °C, che la temperatura esterna è pari a

2

termica pari a 3,5 W/(m -

2 2

10 °C, che hi = 8 W/(m K) e che he = 25 W/(m K), calcolare:

1) la trasmittanza termica delle pareti disperdenti;

2) la temperatura superficiale interna delle pareti;

3) la temperatura media radiante, espressa come media delle temperature superficiali interne pesata sulle aree delle

rispettive superfici;

4) il coefficiente di scambio termico radiativo (lato interno) h delle pareti disperdenti, essendo il coefficiente di scambio

r

termico convettivo (lato interno) tra aria e parete espresso dall’equazione h 1/3

= 2·t .

c