ESERCIZI DI RIEPILOGO SULLE APPLICAZIONI DELLE EQUAZIONI DI BILANCIO PER SISTEMI APERTI A.A

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1 ESERCIZI DI RIEPILOGO SULLE APPLICAZIONI DELLE EQUAZIONI DI BILANCIO PER SISTEMI APERTI A.A

2 Esercizio A1 onodiensionale e regie stazionario, a) la pressione nella sezione 2 nel caso di trasforazione internaente reversibile; [p 2 =8.1 bar] b) se la trasforazione è reale, ideale o ipossibile nel caso in cui p 2 =1.80 bar; [reale] c) la pressione nella sezione 2 nel caso in cui la perdita di carico r è pari a 300 J/kg; [p 2 =5.1 bar] d) la teperatura nella sezione 2 nei casi b)e c). [T 2b =20.15 C; T 2c =20.07 C] A 1 =A 2 p 1 = 1.20 bar z 1 = 100 z 2 = 30.0 Q = L =0 Esercizio A2 a) la portata assica di acqua; [0.50 kg/s] b) la potenza eccanica assia ottenibile; [680 kw] c) la generazione entropica e la teperatura nella sezione 2, nel caso in cui la potenza eccanica ottenuta è pari all 80% di quella assia. [ S & gen = kw/k; T 2 = 46 C] Rappresentare le trasforazioni nei piani terodinaici (T,s), (p,v) e (p,h). A 1 =89 c 2 w 1 =2.0 /s p 1 = 100 bar T 1 =550 C p 2 = bar Q =0 2

3 Esercizio A3 a) la potenza eccanica e la teperatura T 2 nel caso di trasforazione internaente reversibile; [-90 kw; 20.0 C] b) la potenza eccanica e la teperatura T 2 nel caso in cui la generazione entropica è pari a 1.0 kw/k. [-383 kw; 20.7 C] Rappresentare le trasforazioni nei piani terodinaici (T,s), (p,v) e (p,h). =100 kg/s p 1 = 1.0 bar p 2 = 10.0 bar Q =0 Esercizio A4 a) la portata di R134a; [1.40 kg/s] b) la potenza terica scabiata tra i due fluidi; [300 kw] c) la generazione entropica relativa ad un volue di controllo che racchiude la sola aria; [1.28 kw/k] d) la generazione entropica relativa ad un volue di controllo che racchiude il solo R134a; [0 kw/k] e) la generazione entropica per cause eccaniche; [1.28 kw/k] f) la generazione entropica per cause teriche; [0.16 kw/k] g) la generazione entropica totale; [1.44 kw/k] h) il flusso entropico diffusivo con riferiento ad un volue di controllo che racchiude la sola aria; [-1.06 kw/k] i) il flusso entropico diffusivo con riferiento ad un volue di controllo che racchiude il solo R134a; [1.22 kw/k] Rappresentare le trasforazioni nei piani terodinaici (T,s), (p,v) e (p,h), separataente per i due fluidi. ARIA R134a Fluido: Aria A =20 kg/s p 1 = 5.0 bar p 3 = 4.0 bar T 3 =5.0 C R=287 J/kg K c p =1.01 kj/kg K Fluido: R134a p 2 = p 4 T 2 =-26.0 C x 2 = 0.0 x 4 = 1.0 3

4 Esercizio A5 a) la teperatura T 2 ; [8.9 C] b) la generazione entropica. [10 W/K] Rappresentare i 3 punti nei piani terodinaici (T,s), (p,v) e (p,h). Fluido: R134a =2.0 kg/s 1 R134a 2 =0.50 kg/s p 1 = p 2 = p 3 = 4.0 bar x 3 = 1.0 Q = L =0 Esercizio A6 a) il valore assoluto della potenza terica scabiata con l abiente; [147 kw] b) il valore assoluto della potenza eccanica scabiata con l abiente. [181 kw] Rappresentare la trasforazione nei piani terodinaici (T,s), (p,v) e (p,h). SET T A Fluido: R717 =0.50 kg/s T 1 =0.0 C x 1 = 1.0 T 2 =40.0 C p 2 =10.0 bar S & = 0.50 kw/k gen T A = C 4

5 Esercizio A7 valutare per i tre volui di controllo evidenziati: a) i flussi entropici; [Il flusso entropico convettivo è uguale per tutti e tre i V.C: e vale: kw/k; i flussi diffusivi valgono: Φ V.C.1 = kw/k; Φ V.C.2 = kw/k; Φ V.C.3 = 0 kw/k]. b) la generazione entropica; [ S & = kw/k; S & = kw/k; S & = gen, V. C.1 gen, V. C.2 kw/k]. c) l accuulo di entropia. [VC1= 0 kw/k; VC2=0 kw/k; VC3 = kw/k]. gen, V. C.3 SET A Q 1 2 V.C.3 V.C.2 V.C.1 Fluido: Aria; V 1 = /h; p 1 = 150 kpa; t 1 =20.0 C; p 2 = 110 kpa; t 2 =240 C; T A =500 C. Esercizio A8 onodiensionale, regie stazionario, trascurabilità delle variazioni di energia cinetica e potenziale e trasforazioni endoreversibili, valutare la potenza eccanica in questi casi due casi: a) trasforazione adiabatica; [ L e = kw] b) trasforazione isotera con cessione di calore ad un SET a 300 K. [ L e = kw] Rappresentare le trasforazioni sui piani terodinaici (T,s) e (p,v). Fluido: Aria (gas ideale a c costanti con la teperatura); V1 = /s; p 1 = 100 kpa; T 1 =350 K; p 2 = 6 p 1. 5

6 Esercizio A9 a) la potenza eccanica nel caso di trasforazione internaente reversibile; [ L e = - 15 kw]. b) la potenza eccanica nel caso in cui la generazione entropica è pari a 28 W/K. [ L e = - 23 kw]. Rappresentare le trasforazioni sui piani terodinaici (T,s) e (p,v). =1.0 kg/s p 1 = 50 kpa t 1 =27.0 C p 2 = 15.0 MPa Q =0. Esercizio A10 valutare la pressione di uscita. [p 2 =2.1 bar]. Rappresentare la trasforazione sui piani terodinaici (T,s) e (p,v). Fluido: Aria (gas ideale e c costanti con la T); V1 = /s; p 1 = 10 bar; T 1 =800 K; L = Q =0 Sgen 1.0 MW; = 0.50 kw/k. 6

7 Esercizio A11 onodiensionale, regie stazionario valutare la generazione di entropia totale. Rappresentare la trasforazione sui piani terodinaici (T,s) e (p,v). Fluido: Aria; V1 = 50 3 /h; p 1 = 250 kpa; T 1 = 400 K; z 1 = 1.00 ; z 2 = 15.0 ; D 1 = 4.0 c; D 2 = 4.0 c; w 2 = 18.6 /s. Esercizio A12 valutare la generazione di entropia del sistea. [ S & gen = 0 kw/k]. Individuare i punti di ingresso e di uscita sui piani terodinaici (T,s) e (p,h). R134a Fluido: R134a V3 = /s; p 1 = p 2 = p 3 = 50 kpa; x 1 = 0.0; x 2 = 1.0; x 3 = 0.25; Q = L =0. 7