Trasmissione del calore - esercitazione generazione interna

Es. 4.22 Un elemento di combustibile nucleare è costituito da una piastra piana, molto estesa, di spessore pari a

6.00 mm, ricoperta su una faccia da uno strato di alluminio spesso 1.00 mm. L’energia interna generata per unità

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di tempo e di volume della lastra è pari a 80.0 MW/m . L' alluminio è a contatto con un fluido alla temperatura di

2

300 °C, con una conduttanza superficiale unitaria complessiva di di 5.00 kW/ m K.

La temperatura superficiale del lato opposto della piastra (lato non ricoperto) è di 390°C. La conducibilità della

lega di uranio costituente la lastra è di 30.0 W/mK, mentre la conducibilità dell’alluminio è di 235 W/mK

Calcolare la massima temperatura raggiunta nella piastra ed i flussi termici sulle due facce estreme.

5 2 5 2

(394 °C; 1,40*10 W/ m ; 3,40 10 W/ m )

Es. 4.23 La potenza smaltita in superficie da un conduttore cilindrico di acciaio (80 Ni, 15 Cr) sede di

generazione uniforme è di 450 W/m. L’aria esterna è a 20,0 °C, la conduttanza unitaria superficiale è ritenuta

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costante e pari a 35 W/m K. Si determini il raggio esterno tale che la temperatura nel conduttore non superi i

1000 °C.

(2,10 mm)

Es. 4.24 In condizioni di regime stazionario, con riferimento allo schema riportato in figura ed ai relativi

dati, si valuti:

a) la temperatura della superficie 4;

b) l’irradiazione G sulla superficie 4.

2 2

(40 °C, 1,7 *10 W/m ) = muratura di mattoni

Β

C = acciaio al carbonio 1C

1 2 3 4 = = 0,80

ε α

4 4

G piastra quadrata, con L = 2,0 m

T = 7,0°C

∞

’’’

L T = 122°C

2

w = 3,0 m/s

∞

B C

A 3

’’’= 2,70 kW/m

s = 20 cm

A

s = 10 cm

B

aria, w , t s = 1,0 cm

∞ ∞ C

s s s

A B C