Paniere di Fisica tecnica - Risposte multiple e aperte

ISOTERME

- Al di fuori della curva si differenziano dalle

isobare

- Al diminuire della pressione tendono a

diventare orizzontali. © 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 29/07/2021 11:33:25 - 46/87

Set Domande: FISICA TECNICA

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Moglie Matteo

01. ARIA UMIDA= è una miscela di vapor d'acqua e aria secca.

umidità relativa e assoluta VD LEZ 18;

Lezione 020 02. in generale il rendimento isoentropico rappresenta il rapporto tra il lavoro

01. Aria umida, umidità relativa, umidità assoluta minimo che si spenderebbe nel caso ideale ed il lavoro realmente speso.

Lreale,compressione=L(ideale)/n

02. Definire il rendimento isoentropico Lreale,espansione=L(ideale)*n

Dove L(ideale) viene valutato trattando il processo come reversibile ed ni è fornito

03. A cosa serve la rigenerazione nel ciclo Brayton- Joule? dal costruttore (definito sperimentalmente).

04. Definizione di titolo 03. la rigenerazione è una tecnica utilizzata per ottimizzare il

rendimento del ciclo Brayton-Joule. I gas di scarico più caldi

05. Come si calcola il lavoro specifico di una pompa per un fluido incomprimibile? in uscita dalla turbia vengono utilizzati per scaldare quelli più

freddi in uscita dal compressore, che stanno per entrare

06. Definizione di titolo nella camera di combustione. ciò viene fatto per mezzo del

rigeneratore, che è u

07. Disegnare sul diagramma psicrometrico una trasformazione di riscaldamento sensibile e di riscaldamento con umidificazione a vapore SdC.

08. Schematizzare un diagramma psicrometrico e disegnare una trasformazione di riscaldamento sensibile e raffreddamento con deumidificazione

04. il titolo rappresenta la frazione totale tra la massa del vapore d'acqua e la

09. Aria umida, umidità relativa, umidità assoluta massa totale. si indica con "x"; nelle miscele aria-vapore si definisce la

composizione per mezzo del titolo X come rapporto tra la massa vapore e la

10. Descrivere la valvola di laminazione massa d'aria.

11. Una portata d'aria esterna di 10 m3/min entra in un condizionatore da finestra a 101 .325 kPa, 30 °C e all'80 per cento di umidità relativa e lo lascia in

condizioni di saturazione a 14 °C. La parte di vapore d'acqua che condensa a seguito delle trasformazioni lascia il condizionatore a 14 °C. Si determinino la

potenza termica e la quantità di vapore separatasi dall'aria.

12. Come si calcola il lavoro specifico di una pompa per un fluido incomprimibile?

05. il lavoro specifico "lp" di una pompa per fluido incomprimibile si calcola facendo la

13. Definire il rendimento isoentropico differenza di entalpia tra lo stato 1 (ingresso) e lo stato 2 (uscita) della pompa.

14. Confrontare il ciclo Otto e il ciclo Diesel 10. VALVOLA DI LAMINAZIONE= è un componente atto a ridurre e controllare la

pressione di una corrente fluida in un condotto. si riduce la pressione senza

15. Descrivere la valvola di laminazione produzione di lavoro.

16. Schematizzare un diagramma psicrometrico e disegnare una trasformazione di riscaldamento sensibile e raffreddamento con deumidificazione

17. Aria umida, umidità relativa, umidità assoluta

18. A cosa serve la rigenerazione nel ciclo Brayton- Joule?

19. Definire il rendimento isoentropico

20. Come si calcola il lavoro specifico di una pompa per un fluido incomprimibile?

21. Definizione di titolo

22. Confrontare il ciclo Otto e il ciclo Diesel

23. Disegnare sul diagramma psicrometrico una trasformazione di raffreddamento con deumidificazione e di riscaldamento con umidificazione ad acqua

22. Confronto ciclo Otto - ciclo Diesel

Il motore a ciclo Otto fu inventato da Nikolaus Otto ingegnere tedesco che per primo invento il motore a 4 tempi, il nostro

attuale motore a benzina). Il motore a ciclo Diesel fu brevettato nel 1892 da Rudolf Diesel.

il primo (Otto) si definisce ad accensione comandata e il secondo (diesel) ad accensione spontanea: nel motore diesel

l'accensione della miscela non avviene attraverso una candela (come capita per il motore benzina), bensì per effetto

dell'alta temperatura conseguente alla fase di compressione.

Nel ciclo diesel non ci sono le candele. Tali motori hanno un rendimento più elevato e bruciano combustibile in maniera più

completa perchè normalmente funzionano con una minore velocità di rotazione rispetto ai motori reali a benzina.

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INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Moglie Matteo

Lezione 021

01. Un impianto motore fisso funzionante secondo un ciclo Brayton ideale ha un rapporto manometrico di compressione pari a 8. La temperatura del gas

all'ingresso del compressore è di 300 K mentre quella all'ingresso della turbina è di 1300 K. Con riferimento al ciclo ad aria standard, determinare: a) la

temperatura del gas all'uscita del compressore e all'uscita della turbina;

b) il rapporto tra lavoro di compressione e lavoro fornito dalla turbina;

c) il rendimento termico.

d) Se si installa un rigeneratore avente un'efficacia dell'80 %, quanto vale il rendimento termico ?

Mostrare, inoltre, il ciclo su un piano T-s.

02. Un ciclo Brayton avente aria come fluido di lavoro, ha un rapporto monometrico di compressione pari a 8. Le temperature minima e massima di ciclo sono

rispettivamente 310 K e 1160 K. Assumendo un rendimento isoentropico del compressore del 75 % e un rendimento isoentropico della turbina dell'82 %,

determinare: a) la temperatura dell'aria all'uscita dalla turbina; b) il lavoro netto del ciclo; c) il rendimento termico del ciclo. Mostrare, inoltre, il ciclo su un piano

T-s. © 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 29/07/2021 11:33:25 - 48/87

Set Domande: FISICA TECNICA

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Moglie Matteo

Lezione 023

01. Un ciclo Otto ideale ha un rapporto volumetrico di compressione pari a 8. All'inizio della trasformazione di compressione l'aria si trova alla pressione di 100

kPa e alla temperatura di 17 °C; durante la trasformazione a volume costante viene fornita al fluido evolvente una quantità di calore pari a 800 kJ/kg. Mostrare il

ciclo su un diagramma P-v e determinare: a) la massima temperatura e la massima pressione che si raggiungono nel ciclo; b) il lavoro netto prodotto; c) il

rendimento termico; d) la pressione media effettiva.

02. Come avviene la conduzione termica e qual è la sua espressione analitica?

03. Enunciare la legge generale di Fourier per la conduzione

02. La conduzione è il trasferimento di energia che si verifica per effetto dell'interazione delle particelle di una sostanza

dotate di maggiore energie con quelle adiacenti dotate di minore energia. La conduzione è presente in tutti i materiali

(solidi, liquidi e gas), ma in misura maggiore nei solidi.

03. La legge di Fourier dice che:

Q= -k*A*(dT/dx)

in cui x è lo spessore del materiale e T la temperatura;

A è l'area della sezione attraversata dal flusso termico misurata normalmente alla sua direzione di propagazione;

k è la costante dimensionale della conducibilità termica del materiale;

il segno negativo inserito prima di "k" indica che la temperatura tende a muoversi verso le temperature decrescenti;

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Set Domande: FISICA TECNICA

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Moglie Matteo

Lezione 024

01. Un impianto di potenza a vapore riceve calore da una caldaia con un valore di 280 GJ/h. La perdita di calore del vapore come esso passa attraverso i tubi e i

vari componenti è stimata pari a 8 GJ/h. Se il calore perso è utilizzato per raffreddare acqua ad un valore di 145 GJ/h, determinare il rendimento termico

dell'impianto. Ln=QE - QU=(280 -(-145+8)=127Gj/h=35Mw

45%

35% Rendimento=Lu/Qu=(Qe-Qu)/Qe=1 -Qu/Qe=1 - (127/180)=0.454=45.4%

40%

50%

02. Il ciclo reale di Hirn è composto dalle seguenti trasformazioni

2 isentropiche e 2 isobare

2 adiabatiche e 2 isoterme

2 isentropiche e 2 isoterme

2 adiabatiche e 2 isobare

03. Un impianto di potenza a vapore riceve calore da una caldaia con un valore di 280 GJ/h. La perdita di calore del vapore come esso passa attraverso i tubi e i

vari componenti è stimata pari a 8 GJ/h. Se il calore perso è utilizzato per raffreddare acqua ad un valore di 145 GJ/h, determinare la potenza netta utile prodotta

dall'impianto.

35.3 MW Ln=QE - QU=(280 -(-145+8)=127Gj/h=35Mw

130 GJ/h

400 kW

115 GJ/h

04. Il ciclo Rankine con risurriscaldamento prevedere che l'espansione del fluido venga suddivisa in due o più stadi. Perché? Qual è il vantaggio? Mostrare il

ciclo sul piano Ts.

05. In un ciclo Rankine il liqido saturo esce dal condensatore nello stato fisico 1 alla pressione p1 = 0,023 bar, quindi esce dalla pompa ed entra in caldaia nello

stato fisico 2. Esce dalla caldaia ed entra in turbina nello stato fisico 3 di vapore saturo secco, esce dalla turbina ed entra nel condensatore nello stato fisico 4, con

titolo x4 = 0,8. Calcolare la portata massica di fluido, per avere una potenza meccanica ceduta alla turbina di 100 kW

06. Descrivere il ciclo Rankine-Hirn e disegnarlo sul piano termodinamico Ts

07. Descrivere il ciclo di Rankine a vapore surriscaldato

08. Si consideri un impianto motore a vapore funzionante secondo il ciclo Rankine semplice ideale. Il vapor d'acqua entra in turbina alla pressione di 3 MPa e

alla temperatura di 350 °C, e condensa alla pressione di 75 kPa. Calcolare l'entalpia del punto di uscita dalla pompa

09. Siano noti la temperatura e la pressione di ingresso in turbina e la temperatura di condensazione in un ciclo Rankine. Descrivere i passaggi per determinare

tutte le proprietà termodinamiche dei punti del ciclo

10. Si consideri un impianto motore a vapore funzionante secondo il ciclo Rankine semplice ideale. Il vapor d'acqua entra in turbina alla pressione di 3 MPa e

alla temperatura di 350 °C, e condensa alla pressione di 75 kPa. Calcolare il lavoro netto della turbina.

11. Si consideri un ciclo Rankine con una potenza netta di 100 MW. Il vapore surriscaldato entra in turbina a 400°C e 35 bar e viene espanso fino a pressione di

0.08 bar. Si consideri un rendimento isentropico per la turbina e la pompa pari all'89%.

Disegnare il ciclo sul piano Ts e calcolare:

a) Il titolo di vapore del fluido all'uscita dalla turbina

b) Il rendimento termico del ciclo

12. Quali sono le relazioni che esprimono le resistenze in serie e in parallelo?

13. In un ciclo Rankine il liqido saturo esce dal condensatore nello stato fisico 1 alla pressione p1 = 0,023 bar, quindi esce dalla pompa ed entra in caldaia nello

stato fisico 2. Esce dalla caldaia ed entra in turbina nello stato fisico 3 di v