Parte 1 - Tracce risolte 2022 sistemi energetici I e macchine a fluido I

PDF CON LO SVOLGIMENTO

N.B: è pari al numero corrispondente alle ultime due cifre della vostra matricola. N > 50, N = N - 50

Cognome: .............................. Nome: ................................ = .....N

1. Una pompa centrifuga è inserita in un circuito chiuso e in condizioni di progetto fornisce una prevalenza H = (12.2 + N/10) m (g = 9.807 m/s^2) assorbendo una potenza P = (0.8 + 0.02N) kW. Sono noti μ = 0.25, ρ = (110 + N/4), D = (90 + N/2) mm, n = 2900 giri/min, ε^2 = 0.82, η_m = 0.97. Si calcoli la portata mandata, Q, il fattore di scorrimento, ε' e l'altezza della pala in uscita, l (ζ = 1). Si vuole diminuire del (15+N/10)% la portata variando la velocità di rotazione della pompa del (5 + N/20)%. Sapendo che nelle nuove condizioni di μ' = 0.7, mentre il rendimento volumetrico rimane invariato, si calcoli il nuovo valore di Q'.

Q = .................. = .................. l = .................. mm = ..................

0`/s 0,8338 22. Un cilindro a base circolare di diametro D = (0.55 + N/200) m è chiuso superiormente da un pistone adiabatico di massa M = (120+N ) kg che può scorrere al suo interno solo verticalmente (attriti trascurabili). All'interno c'è aria (R = 287.1 J/(kgK), k = 1.4) a una temperatura T = 450 K. All'esterno, vige la pressione atmosferica, p = 1 bar. Si determinino la quantità di calore, Q̄, da fornire al fluido attraverso le pareti del cilindro affinché il pistone raggiunga una quota h = 1.5 m con uno spostamento, del (25 + N/10)% rispetto alla quota iniziale ∆h, e la massa d'aria, M , presente nel cilindro. Successivamente, si isolano termicamente le pareti del cilindro e si applica un'opportuna forza variabile F per riportare il pistone alla quota iniziale h = h . Si calcolino la pressione finale, p , e la variazione di entropia della massa d'aria contenuta nel cilindro ∆s̄.

013159 1,455M = ...........

kg Q̄ = ........... J p = .......... bar = .............. J/K38569 75,87∆s̄33. È realizzato un impianto turbogas con P = (44 + N/5) M W per il difeed water repoweringu,gun impianto a vapore. La potenza termica recuperata, Q̇ , è l’80% di quella scaricata, Q̇ .f wr 2,gL’impianto a vapore, a ciclo semplice non rigenerativo, ha una potenza utile P = 180 M W .u,vPrima dell’intervento di repowering, l’impianto a vapore presentava un rendimento utile paria = (0.34 + N/1000). La turbina a gas aspira aria ambiente (p = 1 bar, T = 290 K) ed⌘ u,v 1 1è caratterizzata da un rapporto di compressione = (19 + 0.05N ) e da rendimenti isentropicidel compressore e della turbina pari a = 0.84 e = 0.87, rispettivamente. Il combustore⌘ ⌘c t(⌘ = 0.98), porta il fluido operante a una temperatura T = 1420 K all’ingresso della turbina3πb(⌘ = = 0.98,⌘ = 0.98, H = 11200 kcal/kg). Relativamente all’impianto turbogas,⌘mc mt b,g i,gsi calcolino: la

n'ridotto 6% mi0,94W 0,94hr→num giri = =. circuito chiuso017 costMI ↑= In >≈, Hiittty, kˆ # ↑Hé=An' ;"/K Q )=A' '} mi =/qlodrl.ly %= l'.LI/.Y--(Q83ij-gjy=Q22ozJMvHdrlr)9ur→• _Sí 2d' -1.BR/--G-y!i;-/LI/y+ye.pgpy-- 93503= militaII.DatiN2 20= lihr_D 00,65m R= =287,1k5/B.khz 1,5m Freemettoni= h(0,21Ah hx 1)= +=Mp h1 b110ky 1,181m= = =1,27iber4p;8 1,04R Pa== +vMpy *D )Fi r(*D" 0,3158kgin =MRE P=P. +-= =dUtEt.dDwdL = madgenteal-dl/r part=-(V-)=-pAlha-hn)Ypaki Ph. IP.A.Ah.he= =- 102-- = -= lavoro dal fluidecompratoMRTzPre =i Dh e= s,== ⑦2 Dt [a edoneM.er(5 (tz5) al5)Mer fluidafornito385695= = =+ - =- -a e advabotica= hhy bforoF variabile 1,181= =0Lw == Ah 1+W cost=pr PetPzVs* k<B T 628,mR5arrette 4th== -tortora=n+wa =eda+poleras =ds35 Er(8)*R(,hb)(,h= a]x 25,8==+ + =↳Dati N3 %20 IMPIANTO= VAPOREA "•PPiega 180mW48MW =nirap= " ""}/ Paititi =/ 290k1bar , éQfwd

-0,8t f- 20 -g)1420k=} VAPORE>- -0,84 0198= .Me 7=987 .[ [ ④ @E 0180=fwd 2 gas/PumpHiigos 0198 180MW11200kcal/ 7mi Io - --1mkg= Isg- ; 936% =rap,⑥ ④ /IlPinga ( Galli/Garko ) hla- ✗ -- ->- .y 7min éh"Ti B ha290k KJ/12,26>= = - =kg ↑Prn ha ha,0,8881= -PPMPre ↑1776 /hPiper h ha 454,6= bus/ KJIKG¥ → __+= -. .,; Lisa ,, = K379,9 TAB ARIAkg ✓& |TA B Tz 740,4 K1420 K 1236 KJ / == = kg)> }Pr 344 3= /> é=1.BéEp %¥P-1mF,→P}=p = -144150La, -, , ,Pro Pes / ) li1757 hai lila =- +=- 489,4kJPY>a- }>=p ,ntnbp fa 377,9 k%g=, .a Hathi /AIl blti4-/ A 57,81=_= } =pgas ✓,↳4- ¥ =MAIL.la -hl - -ah-bPnigos- h-n/AtnIlhs-halrym-A-4-blhz? Pensar) 4-ln > 99Gt◦↳ =- , '=( film)h( / /laatti A-↑ -> ym" 7m,%ˢµk¥-7 R¡ "" mw-Ingoi -48,00== ,-, Pinteñnvapcielo RankinelaConosco altermicapotenza forniredaREPOWERING =necessaria InPump -180mWa)- [ ]Pnigostpniop

nw48100+1%0=0,4005&eacute;Pic oiyni-QI.p-Q~d-hbltimi-Pn.ie -83114 %=&uarr; =&Euml;iivop "Inun &darr; tipaQ8Gat,la dal Qfwdrecuperata Joulecielopotenza 73,14- MW=Esonero II di SEIMAFI del 25.02.2022 N 20__I3. Uno stadio intermedio di una turbina assiale che espande aria e ruota a 3000 giri/min presentale seguenti caratteristiche: altezza delle palette in ingresso girante l = 12 cm; altezza delle1palette in uscita girante l = (1.22+0.001N ) l ; diametro medio (in ingresso e uscita) d = 1.3 m.2 1Sapendo che u/c = 0.7, = (15 + N/4) , p = 25 bar, p = (0.78 0.0013N ) p , T = 450 K,&alpha;1 1 1 2 1 1&minus;c = c , calcolare la portata G (&xi; = 1, = 1), la densitá del fluido in uscita girante, il lavoro&eta;2a 1a vottenuto all’unità di massa, L , e l’esponente della trasformazione politropica, m, in girante.i,ott 65,821 1,312615,61996,2 3G = ........... kg/s = ........... kg/m L = .......... kJ/kg m = ..............&rho;2 i,ottI 1233 16,32541123925' Dati3 N -10

inintermediostadio era lei=M = /giri30£ Ö.Ös 3--1=1la 12cm 97= é = Ti 450Kla 14,88cm == bar25D= 20¡di p =1,3m = ,/itmd dl /G. 94611sinden Kgls204,2 * ==n m/s- ,=p ,,a291ln mls= % /=,, 19135kg= / }f. Pagg = m, é G-(4-G- /{ dzlr Tz> 42019Klei = 15160kg= {p' =/=p >z ms, =, p=, Hd /la CasininaTv -.hn/Ep.)=mlnfE/-sm--h-:=1isn:[|E- J-i-ff.fmin :InLati Nilotriangoli velocitˆdiii. --- -. -TE 'wi-llanttflneosdn.nl! WzWn lr ! "Coi (Wn )lneosdn = 121,8mYo nln = /+v vLe - snn t.1-20-iz.inIPDT 1- ¥2¥2e. _SDR MOBILEG. costa 274,1 mlsCnn = = Wí)ZcpltnW Tr 270,8+= - mls=,éélui -47155Wu MM /=-= - m= st EquazioneWi diWnirtl•e Eulero=↓ I / /LiidtW• leiWi 65168luiCnnn- ktikg==- - -' D-atiN-t.io2 FE