TERMOTECNICA 1 PRIMA PROVA A.A FEBBRAIO 2009 ESERCIZI NUMERICI. Cognome: Nome: Matricola: I PROBLEMA

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1 TERMOTECNICA 1 PRIMA PROVA A.A FEBBRAIO 2009 EERCIZI NUMERICI I PROBEMA Verificare che la pressione massima raggiunta da un impianto di riscaldamento non sia superiore a 6 bar nel caso in cui tale impianto, di capacità pari a 180 l, sia dotato di un vaso di espansione senza membrana di 35 l. Assumere per l'acqua un coefficiente di dilatazione termica pari a K -1, che la pressione durante il funzionamento sia 3,5 bar e quella ambiente 1 bar. Nel caso in cui la pressione massima fosse superiore a 6 bar calcolare di quanto deve essere variato il volume del vaso di espansione perchè la pressione massima sia quella desiderata. II PROBEMA a temperatura operativa di un processore grafico è di 50 C (in corrispondenza dei quali la potenza termica da dissipare è pari a 120W). Per garantire tale condizione operativa si deve progettare un sistema di raffreddamento costituito da una superficie alettata, con sezione costante dell aletta, in alluminio (λ=205 W/m K) di dimensione 90 mm x 90 mm. altezza totale del sistema non deve superare i 6 cm. Determinare l altezza delle alette e verificare che tale dissipatore sia compatibile con l altezza massima a disposizione. (T amb =25 C, h=32 W/m 2 K, passo = 5mm, spessore = 1,5 mm). III PROBEMA Una piastra d acciaio di dimensioni 0,5 m x 0,4 m si trova a 190 C quando viene immersa in acqua pressurizzata alla temperatura di ebollizione (p=8 bar, T s =170,4 C). Calcolare il flusso termico che riesce a smaltire la piastra. IV PROBEMA In una località in provincia di Perugia si deve realizzare il riscaldamento di una piscina di dimensioni 15x10x2 m 3 in modo tale che l'acqua della rete disponibile a 10 C venga portato a 33 C, pronta per essere immessa nella piscina. Per riscaldare l'acqua si è deciso di far uso di una batteria di pannelli solari a singola superficie selettiva captante. Tali pannelli verranno montati con un angolo rispetto al piano orizzontale di 15 (β) ad una latitudine di 43 (φ ) con esposizione a sud (γ=0). Il riscaldamento dell'acqua sarà realizzato in 24h, si assuma per il calcolo dell'angolo solare orario e della declinazione solare che il riscaldamento avvenga alle ore 12 (ora solare) del giorno 10 Aprile con una temperatura ambiente di 15 C. Assumere per l acqua ρ=980 kg/m 3, c p =4.19 KJ/kg K

2 i ricordano di seguito le formule relative al calcolo dell irraggiamento solare sui pannelli 360 declinazione solare: ( ) ( ) ( N + 10) sin δ = sin 23,45 cos ; 365,25 dove N è il numero dei giorni a partire dal 1 gennaio. angolo solare orario: ω = 15 nh dove n h è il numero di ore a partire da mezzogiorno; altezza solare: sinψ = sinϕ sin δ cosϕ cosδ cosω ; + azimut solare: cosδ sin ω γ = arcsin cosψ se cosδ sin ω γ = 180 arcsin cosψ se cos ζ cos γ γ cosψ sin β + sinψ cos = angolo sole-superficie del pannello: ( ) β tgδ cos ω >, tgϕ tgδ cos ω < ; tgϕ DOMANDE TEORICHE I DOMANDA Descrivere il metodo di dimensionamento degli scambiatori di calori ε-ntu, in quale tipo di problemi viene utilizzato, e esprimere il significato delle variabili utilizzate, disegnare l andamento delle temperature per il fluido caldo e freddo, sia nel caso di scambiatore reale che di scambiatore ideale. II DOMANDA Descrivere il metodo del decadimento con un gas tracciante per misurare le infiltrazioni d aria negli ambienti e ricavare la relazione che lega il numero dei ricambi orari con la concentrazione del gas misurato all inizio della prova e dopo un determinato tempo t. III DOMANDA Descrivere gli impianti monotubo, e determinare i criteri di progettazione e di calcolo della portata derivata e della caduta di temperatura. IV DOMANDA Descrivere l equazione del comfort di Fanger, definire le due quantità PMV(voto medio predetto) e PPD (percentuale predetta di insoddisfatti), e la relazione tra di loro, e specificare la differenza tra punto di comfort e zona di comfort.

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