FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1

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1 CREDITI: 9 (DM 270/2004) 10 (DM 270/2004) FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 16/02/2012 Domande teoriche 1. Descrivere i termini di bilancio energetico che compaiono nell equazione del comfort di Fanger, il significato del PPD, del PMV e la relazione tra di essi 2. Determinare, tramite l analisi dimensionale, l espressione delle perdite di carico distribuite (Δp/l) di un fluido che scorre in un condotto. Illustrare, in seguito, alcuni metodi per ricavare il coefficiente di attrito da utilizzare nelle comuni applicazioni. 3. Dimostrare l uguaglianza tra l emittenza monocromatica emisferica e il coefficiente di assorbimento monocromatico emisferico di una superficie reale. Elencare, inoltre, sotto quali condizioni l uguaglianza si può estendere al caso delle corrispondenti grandezze totali. 4. Ricavare l espressione della differenza di temperatura media logaritmica (T ml ) sia per gli scambiatori di calore in equicorrente che in controcorrente. Esercizi numerici 5. Aria, da considerarsi gas perfetto, evolve in un sistema chiuso secondo un ciclo inverso reversibile, costituito nell ordine dalle seguenti trasformazioni: 1-2 politropica di indice n 2k 1 k ; 2-3 isobara; 3-4 isoentropica di esponente k ; 4-1 isobara alla pressione di 18 bar. Determinare il rapporto di compressione per il quale il rendimento del ciclo è pari a 0.43, considerando che la sola fase utile è data dalla trasformazione 2-3. Siano 150 C e 360 C le temperature rispettivamente negli stati termodinamici 1 e 4. Nella configurazione trovata calcolare il lavoro netto del ciclo e determinare gli stati termodinamici notevoli. In seguito, determinare il rapporto di compressione per cui è minimo il rendimento. Rappresentare qualitativamente su uno stesso piano T-s tutti i cicli determinati nell'esercizio. 6. In un ipotetico impianto frigorifero a compressione di vapore circolano 0.35 kg s -1 di R134a per la produzione di 0.43 t h -1 di ghiaccio, con acqua liquida (c p-l = 4.2 kj kg -1 K -1 ) che entra a 20 C ed esce ghiaccio (c p-g = 2.1 kj kg -1 K -1 ) a -5 C. L impianto funziona tra 1.4 e 14 bar con un rendimento di 2.1 ed una temperatura di fine compressione pari a 85 C. Determinare il rendimento isoentropico del compressore ed il titolo di fine laminazione. Riportare correttamente le trasformazioni nei diagrammi T-s e p-h. sia il calore latente di solidificazione dell'acqua pari a 333 kj kg Un appartamento avente una superficie di 500 m 3 ha bisogno di 1.1 ricambi orari e deve essere climatizzato in inverno con un impianto a tutta aria. Il carico termico del locale è di 4 kw, mentre quello di umidità è pari a 0.85kg v h -1. Nell ambiente le condizioni di comfort prevedono 21 C e 60% di umidità relativa. Determinare le condizioni d immissione dell aria (temperatura, titolo ed entalpia). Inoltre, verificare che la temperatura d immissione non superi quell interna desiderata di 9 C; in tal caso calcolare la portata necessaria da far ricircolare per rispettare tale vincolo. Considerando un efficienza del saturatore adiabatico del 75% calcolare la potenza della batteria di pre-riscaldo e di quella di post-riscaldo tenendo conto di un surriscaldamento dell aria di 1 C a causa dei ventilatori. La temperatura ambiente esterna è di 3 C con un umidità relativa del 40 %. 8. Il sistema di raffreddamento di un trasformatore è costituito da una superficie alettata (a sezione costante) di dimensione 7 cm x 15 cm con le alette che si sviluppano lungo il lato più lungo. L alettatura è realizzata in alluminio (λ=205 W m -1 K -1 ) con passo di 7 mm e spessore alla base di 2 mm. La temperatura alla base deve rimanere a 40 C quando l aria circostante si trova 18 C (h=35 Wm -2 K -1 ), determinare l altezza dell aletta sapendo che il flusso termico da smaltire è pari a 130W.

2 CREDITI: 9 (DM 270/2004) 10 (DM 270/2004) ALLEGATO 1: tabelle del fluido R134a

3 CREDITI: 9 (DM 270/2004) 10 (DM 270/2004) ALLEGATO 2: diagramma psicrometrico

4 FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 27/02/2012 Domande teoriche 1. Ricavare l espressione del primo principio della termodinamica per sistemi aperti, introducendo la definizione di entalpia. Fornire, inoltre, la definizione operativa dell'entalpia sia per sistemi aperti che per quelli chiusi. 2. Impianto motore a gas funzionante secondo un ciclo Joule: breve descrizione, schema di impianto, rappresentazione nei piani p-v e T-s delle trasformazioni associate. Definire rendimento e rapporto dei lavori. Ricavare la condizione di massimo lavoro netto in funzione del rapporto di compressione e rappresentare qualitativamente gli andamenti caratteristici dei tre parametri di valutazione, sempre al variare del rapporto di compressione. Indicare come degenera il ciclo quando il lavoro netto si annulla. 3. Definire la convenienza delle alette e ricavarne l espressione a partire dall andamento di temperatura in un aletta che scambia calore all estremità: hl cosh ml ( x) sinh ml ( x) m h b L cosh ml sinh ml m 4. Descrivere come avviene la trasmissione del calore per ebollizione, i differenti meccanismi che intervengono, l andamento (con relativo grafico) del flusso termico in funzione della differenza di temperatura tra parete e fluido, e infine definire la crisi idrodinamica e le implicazioni connesse nel caso di temperatura o di flusso termico imposto. Esercizi numerici 5. Una stanza, il cui volume è di 75 m 3, racchiude aria umida inizialmente alla temperatura di 26 C ( xi 0.002, 3-1 vi 0.85 m kg ). All interno della stanza viene posta una pentola contenente 0.75 kg di acqua a 10 C. All equilibrio determinare lo stato termodinamico dell aria umida e la massa d acqua liquida eventualmente rimasta. Sia il calore latente di evaporazione dell acqua pari a 2500 kj kg -1, le entalpie di riferimento di acqua liquida satura ed aria secca nulle alla temperatura di 0 C, mentre per i calori specifici: c p-aria secca 1 kj kg K, c p-vapore 1.8 kj kg K e c p-acqua liquida 4.2 kj kg K del vapore in condizioni di saturazione sono legate dalla relazione ps 130t 65 ( p s in Pa e t in C) Considerare nella stanza una pressione totale di 10 5 Pa, sapendo che temperatura e pressione 6. Il condensatore di un impianto motore a vapore viene alimentato con acqua (ν= m² s -1 ) prelevata da una vasca che, a sua volta, attinge da un bacino idrico tramite una tubatura (diametro D=0.85m e scabrezza e=340µm), secondo lo schema di Figura 1 (cfr allegato). Il sistema deve assicurare una portata di acqua tale da consentire al vapore in uscita dalla turbina (x=0.93, q c =2387kJ kg -1, G v =27kg s -1 ) di condensare completamente a fronte di un salto di temperatura del liquido refrigerante di 10 C. Determinare la portata di acqua che attraversa la conduttura. Per una altezza iniziale h=5 m, calcolare la potenza assorbita a regime dalla pompa (ρ is-pompa =0.7) per consentire il deflusso dell'acqua dal bacino alla vasca. Infine, determinare la massima altezza h che possa garantire tale deflusso. Si trascurino le perdite di carico concentrate rispetto a quelle distribuite. 7. Si deve dimensionare un pannello solare per riscaldare acqua sanitaria di un appartamento dalla temperatura di 15 C a 60 C (ρ= 974 kg m -3 c p = 4.19 kj kg -1 K -1 ). L impianto dell appartamento è costruito con tubi da ¾ di pollice (d= 21.25mm) ed è dimensionato per una velocità massima di 0.6 m s -1. La radiazione solare effettiva che colpisce il pannello è di 275 W m -2 e la temperatura dell ambiente è di 18 C. 8. Uno scambiatore di calore a flussi incrociati (cfr. grafico) deve raffreddare una portata d acqua (fluido 2) di 2 kg s -1 dalla temperatura di 130 C a 20 C (c p = 4.19 kj kg -1 K -1 h = 250 W m -2 K -1 ) tramite una portata di paraflù (fluido 1) di 8 kg s -1 (h= 2850W m -2 K -1 ) che entra a 30 C ed esce a 95 C. Determinare il flusso termico scambiato e la superficie di scambio se lo spessore delle lastre è di 2mm e la conduttività termica è di 15 W m -1 K -1. Calcolare il calore specifico del paraflù dall espressione cp t, dove t è la temperatura media (in C) tra ingresso e uscita, con il calore specifico espresso in J kg -1 K -1. Utilizzare per il coefficiente globale di scambio l espressione: 1 1 s 1 U 3 h1 h2

5 ALLEGATO 1

6 ALLEGATO 2

7 ALLEGATO 3 h θ 2 x 2 =5 m θ 1 z 0 =25 m Al condensatore x 1 =30 m Figura 1

8 FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 05/07/2012 Domande teoriche 1. Ricavare l espressione esatta del coefficiente di attrito nel caso di moto laminare di un fluido newtoniano all interno di un condotto cilindrico. 2. Meccanismo di scambio termico per irraggiamento: principi fondamentali, definizione di corpo nero, illustrazione delle leggi di Planck, di Wien e di Stefan-Boltzmann. 3. Descrivere l andamento della pressione negli impianti di teleriscaldamento e i relativi vincoli, sia nel caso che la pompa si trovi prima del vaso di espansione che dopo. 4. Ricavare l espressione della differenza di temperatura media logaritmica (T ml ) sia per gli scambiatori di calore in equi-corrente che controcorrente e dimostrare come l espressione ottenuta sia equivalente per entrambi le configurazioni. Esercizi numerici 5. Un ipotetico impianto motore, funzionante secondo un ciclo Joule ideale, lavora al rapporto di compressione per cui è massimo il lavoro netto, aspirando aria a 20 C ed 1 bar, con i prodotti della combustione che entrano in turbina a 1050 C. Determinare la pressione media effettiva, le temperature e le pressioni caratteristiche degli stati termodinamici di un ciclo Otto ideale avente lo stesso rendimento e lo stesso calore assorbito del ciclo precedente, con eguali condizioni di aspirazione. Infine, riportare correttamente i cicli su uno stesso diagramma T-s e p-v. Sia l aria il fluido evolvente, da considerarsi come gas perfetto 6. Un ipotetico strumento per misure di temperatura è costituito da una sfera di saldatura con diametro D=2 cm in lega metallica (ρ m =7500 kgm -3, κ m =60 Wm -1 K -1 e c p-m =240 Jkg -1 K -1 ). La sfera è inizialmente alla temperatura di 15 C ed è poi investita da un flusso di aria (valori medi: α = m 2 s -1, ν = m 2 s -1, κ = W m -1 K -1 ), alla velocità di 5 m s -1, la cui temperatura varia, nel tempo, secondo la legge t 20 5sin, con 2 T e un periodo T di 1 ora. Determinare l andamento della temperatura della sfera. In seguito, trovare le condizioni in cui la sfera segna esattamente la temperatura dell'aria e commentare i risultati ottenuti (sugg.: considerare esaurito il transitorio, ossia il contributo della soluzione omogenea). Verificare eventuali ipotesi semplificative fatte per la soluzione del problema e considerare, per lo scambio convettivo tra flusso e sfera, la correlazione empirica Nu Re 3 10 Re 1.43 Pr 0.5 1/3 D D D. a 7. Un locale di 501 m 3 di superficie necessita di 1.2 ricambi orari e deve essere climatizzato in inverno con un impianto a tutta aria. Il carico termico del locale è di 6 kw, mentre quello di umidità è pari a 1.2 kg v h -1. Nell ambiente le condizioni di comfort prevedono 19 C e 60 % di umidità relativa. Determinare le condizioni d immissione dell aria (temperatura, titolo ed entalpia). Inoltre, verificare che la temperatura d immissione non superi quell interna desiderata di 25 C; in tal caso calcolare la portata necessaria da far ricircolare per rispettare tale vincolo. Considerando un efficienza del saturatore adiabatico del 75% e un riscaldamento dovuto ai ventilatori di 2 C, calcolare la temperatura di miscelamento reale, quella di ingresso e quella di uscita dal saturatore. Calcolare inoltre la potenza della batteria di pre-riscaldo e di quella di post-riscaldo. La temperatura ambiente esterna è di 0 C con un umidità relativa del 80 %.

9 FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 05/07/ In un impianto monotubo, la portata prima della diramazione è pari a 0.5 m s -1. Sul ramo secondario è presente un corpo scaldante da 2.97 kw nel quale entra acqua (c p =4.189 kj kg -1 K -1 ) a 90 C ed esce a 75 C. Dimensionare la valvola #3 sul ramo principale dopo la diramazione tale che il diametro del ramo che alimenta il corpo scaldante sia mm: m m S 1 S sec tot sec tot sec prim 1 Nel corso del computo delle tenere presente che per il primario dopo la diramazione si trascura il contributo delle distribuite, mentre per quanto riguarda il secondario il termine relativo alle distribuite viene calcolato da 3 valido per i tubi da 3/8 di pollice (12.25 mm), assumere che il diametro del primario prima e dopo la L separazione sia costante e pari a mm sec 1, 5 ricongiungimento ondario 2 1 diramazione principale 0 curva ,5 ricongiungimento principale CS 25 sec 1 diramazione ondario Si ricorda che sec fa riferimento al ramo secondario del circuito, mentre tot a quello del primario prima della diramazione e prim al primario dopo la diramazione.

10 ALLEGATO

11 FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 19/07/2012 Domande teoriche 1. Impianto motore a gas funzionante secondo un ciclo Joule: breve descrizione, schema di impianto, rappresentazione nei piani p-v e T-s delle trasformazioni associate. Definire rendimento e rapporto dei lavori. Ricavare la condizione di massimo lavoro netto in funzione del rapporto di compressione e rappresentare qualitativamente gli andamenti caratteristici dei tre parametri di valutazione, sempre al variare del rapporto di compressione. 2. Enunciare il teorema di Buckingham ed applicarlo nel ricavare l espressione del numero di Nusselt, nel caso di convezione naturale, tramite l analisi dimensionale. Si metta in risalto, motivandola, la dipendenza dal parametro ρg. 3. Ricavare l espressione della resistenza termica di contatto quando è noto il rapporto tra la superficie di contatto effettiva e quella totale. 4. Descrivere i pannelli solari e le tipologie possibili; definirne il rendimento e di quale grandezza è funzione. Riportare il grafico dell andamento di detto rendimento in funzione della tipologia e delle condizioni ambientali. Esercizi numerici 5. In un ambiente occorre immettere una portata di 50 kg s -1 di aria umida, alla temperatura di 23 C e titolo pari a Le condizioni richieste sono ottenute dalla miscelazione di due flussi. Il primo, di ricircolo, alla temperatura di 20 C ed umidità relativa 50%, mentre il secondo flusso è preso dall'esterno (t=14 C, Φ=0.3, G=31.5 kg s -1 ), preriscaldato, immesso in un saturatore adiabatico con efficienza pari a 0.9 e successivamente riscaldato e portato alle condizioni richieste per la miscelazione. Determinare lo stato termodinamico del secondo flusso in ingresso al miscelatore e la potenza termica spesa per il preriscaldo dello stesso. Sia il calore latente di evaporazione dell acqua pari a 2500 kj kg -1, le entalpie di riferimento di acqua liquida satura ed aria secca nulle alla temperatura di 0 C, i calori specifici pari a c p-a = 1 kj kg -1 K -1 e c p-v = 1.8 kj kg -1 K -1. Considerare una pressione totale di 10 5 Pa, sapendo che temperatura e pressione del vapore in condizioni di saturazione sono legate dalla relazione ps 130ts 33 ( p s in pascal e t s in celsius). Riportare in modo corretto le trasformazioni su un diagramma psicrometrico. 6. Nell impianto rappresentato in figura, aria (ρ=1.18 kg m - ) passa attraverso un filtro (F, λ F =0.5), un misuratore di portata (V) e poi si divide in due flussi, uno dei quali A transita in un inseminatore (I, λ I = 4), per poi F V ricongiungersi in un miscelatore (M, λ M = 1.5), caratterizzato da correnti entranti alla stessa pressione. Calcolare la pressione che deve insistere nella sezione A affinché in quella B ci siano 1.5 bar. Il venturimetro (d max = 12 mm, d min = 6 mm) misura un dislivello del tubo manometrico pari a 300 mm di colonna d acqua (ρ=1000 kg m -3 ) e tutti i tubi hanno un diametro interno pari a 12 mm. Valutare, inoltre, il coefficiente di perdita concentrata della valvola, sapendo che il 40% della portata complessiva fluisce nell inseminatore. Trascurare le perdite di carico distribuite, considerare per le curve a 90 il valore λ curva =1.2, mentre per la diramazione a T, sia λ T =1.7 (dal lato del solo inseminatore). I B M

12 7. Una piastra di altezza 1m (H) e larghezza 2m (L) si trova a 25 C e viene investita da un flusso di vapore saturo a 0.15bar. Si realizza la condensazione a film. Determinare il flusso termico scambiato, la massa di acqua condensata in 24 ore. Valutare il coefficiente di scambio convettivo a partire dalla correlazione empirica: 3 l l v gr l h l H Ts Tp 3 l dove il pedice l identifica lo stato liquido saturo mentre v lo stato di vapor saturo, r r cpts Tp, T s è la 8 temperatura di saturazione e T p è la temperatura di parete. Infine, g è l accelerazione di gravità. N.B.: le proprietà del liquido devono essere calcolate alla temperatura di film, mentre quelle del vapore alla pressione di saturazione Uno scambiatore di calore a fascio tubiero (cfr. schema allegato) è realizzato da 60 tubi in acciaio (=15 Wm -1 K -1 ) lunghi 7m con raggio interno 5.5cm spessore 1.5mm. Nei tubi entrano fumi (c p =1.02 kj/kgk) a 275 C con una portata di 2.46 kg/s e coefficiente di scambio convettivo h=33 Wm -2 K -1. Dal lato mantello entra acqua (c p =4.19 kj/kgk) a 15 C con una portata di 1.5 kg/s e coefficiente di scambio convettivo h=2850 Wm -2 K -1. Calcolare il flusso termico scambiato e le temperature di uscita dallo scambiatore.

13 Domande teoriche FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Prova di esame del 10/09/ Ricavare l espressione del primo principio della termodinamica per sistemi aperti, introducendo la definizione di entalpia. 2. Dimostrare l uguaglianza tra l emittenza monocromatica emisferica e il coefficiente di assorbimento monocromatico emisferico di una superficie reale. Elencare, inoltre, sotto quali condizioni l uguaglianza si può estendere al caso delle corrispondenti grandezze totali. 3. Descrivere i diversi tipi di vasi di espansione e per ognuno ricavare l espressione tra la pressione, la capacità dell impianto e il volume del vaso stesso. 4. Descrivere il funzionamento degli impianti ad aria nel loro funzionamento nel caso estivo: descrivere le trasformazioni sul diagramma psicrometrico (da disegnare in modo qualitativo indicando le grandezze presenti) e indicare quali tra i componenti dell UTA (unità trattamento aria) vengono utilizzati. Esercizi numerici 5. Un ipotetico impianto motore funziona secondo ciclo Otto: la miscela (approssimare con aria da considerarsi gas perfetto) è aspirata alla pressione di un bar e alla temperatura di 30 C, il rapporto di compressione volumetrico è pari a 9, la temperatura di fine combustione è di 1750 C. Calcolare il rapporto di compressione volumetrico di un ciclo Otto in cui la miscela entra alla temperatura di 32 C e alla pressione di 1.5 bar, affinché abbia lo stesso lavoro netto del precedente, a parità di temperatura massima dei cicli. Calcolare per entrambi gli impianti il rendimento e la pressione media effettiva. Dopo aver individuato gli stati termodinamici, riportare i cicli su uno stesso diagramma p-v. 6. Una ipotetica resistenza elettrica cilindrica ( = m), di diametro esterno 2 mm, è immersa, isolata elettricamente, in un bagno d acqua che sta alla temperatura di 25 C. Determinare l intensità di corrente elettrica che può percorre il filo e la lunghezza dello stesso affinché la sua temperatura superficiale sia inferiore a 85 C. Per il calcolo del coefficiente di 1/6 scambio termico per convezione naturale si usi la correlazione Nu Ra / Pr con Ra GrD Pr numero di Rayleigh. Per le proprietà dell acqua, si consideri un coefficiente di dilatazione isobaro pari a C -1, una diffusività termica di m 2 s -1, un Pr = 3.02 ed una conducibilità termica che vale W m - 1 K -1. D 9/16 8/27 1/2,

14 7. Si deve dimensionare il circuito mostrato in figura introducendo una valvola di regolazione nel ramo che alimenta il corpo scaldante B. Assumere, per entrambi i rami, che il diametro dei tubi sia pari a 12.25mm, che le perdite di carico distribuite per unità di lunghezza siano pari a 3 Pa/m e che la densità dell acqua sia pari a 975 kg/m 3. valvola 1.5 curva 0.5 CS A 20 CS B 15 diramazione ramo A 1 ricongiungimento ramo A 1.5 diramazione ramob 0 ricongiungimento ramo B 0.5 Q 2kW Q 1.5 kw A B 8. Determinare la superficie di uno scambiatore di calore a flussi incrociati (cfr. schema allegato) realizzato in acciaio (=15 Wm -1 K -1, spessore delle piastre 1.5mm). Lo scambiatore deve smaltire una potenza di 10kW. Dal lato non miscelato entrano fumi (c p =1.02 kjkg -1 K -1 ) a 400 C che escono a 100 C con coefficiente di scambio convettivo h=30 Wm -2 K -1. Dal lato miscelato entra acqua (c p =4.19 kjkg -1 K -1 ) a 15 C che esce a 70 C con coefficiente di scambio convettivo h=2850 Wm -2 K -1

15 9CFU (DM 270/2004) 10CFU (DM 270/2004) FISICA TECNICA INDUSTRIALE 1 Pro va di esa me del 21/09/201 2 Domande teoriche 1. Ricavare l espressione del rendimento, in funzione della traccia termodinamica, per un sistema chiuso frigorifero, evidenziando il motivo per il quale il rendimento reversibile è maggiore di quello irreversibile. 2. Impianto motore a gas funzionante secondo un ciclo Joule: breve descrizione, schema di impianto, rappresentazione nei piani p-v e T-s delle trasformazioni associate. Definire rendimento e rapporto dei lavori. Ricavare la condizione di massimo lavoro netto in funzione del rapporto di compressione e rappresentare qualitativamente gli andamenti caratteristici dei tre parametri di valutazione, sempre al variare del rapporto di compressione. 3. Definire la resistenza termica (o conduttanza termica) di contatto tra due superfici, elencare le variabili da cui dipende indicandone l influenza. Ricavare infine l espressione analitica della resistenza di contatto. 4. Indicare le leggi dell irraggiamento solare sulla terra, definire l effetto serra e descrivere il comportamento dei pannelli solari in base a detto effetto. Illustrare poi lo schema costruttivo dei pannelli solari definendone l efficienza e spiegando da quali grandezze è influenzata e come. M Esercizi numerici r 5. Azoto, da considerarsi gas perfetto, alla temperatura di -50 C, occupa un volume di 1 litro del sistema cilindro-pistone riportato in figura, avente pareti adiabatiche, immerso in un ambiente a pressione atmosferica ed inizialmente in quiete. Determinare il nuovo stato sezione piana, forza di gravità diretta secondo la normale al piano di figura termodinamico, il lavoro scambiato (in joule) e la nuova posizione di equilibrio del pistone (massa M = 100 g e diametro D = 5 cm.) quando il sistema è posto in rotazione con una frequenza di 12 Hz, sapendo che la densità finale del gas è pari a 1.7 kg m -3. Valutare, infine, la posizione iniziale del pistone rispetto al riferimento di figura. 6. Nell impianto idroelettrico semplificato in figura la macchina idraulica può funzionare sia come turbina che come pompa. Il ciclo di funzionamento è tale che la turbina produce nel h = 30 m periodo diurno energia elettrica per 6 ore, con un ricavo pari a 0.17 /kwh, mentre la pompa è utilizzata per reintrodurre la totale massa di acqua (ν=10-6 m 2 s -1 ; ρ=997 kg m -3 H = 240 m ), che ha 30 attraversato la turbina, nel serbatoio di monte, con un costo T-P dell energia elettrica spesa pari a 0.1 /kwh. La turbina è in grado di elaborare una portata di 1.7 m 3 s -1 con un rendimento pari a 0.9, mentre la pompa lavora con il 90% della portata della turbina. Calcolare il rendimento minimo della pompa affinché sia economicamente vantaggioso il ciclo sopra descritto, sapendo che la condotta forzata ha un diametro di 1 metro, che la rugosità interna è e = 0.2 mm e che λ imbocco-serbatoio = 0.5 e λ sboccoserbatoio=0.8 sono i valori per le perdite di carico concentrate.

16 9CFU (DM 270/2004) 10CFU (DM 270/2004) 7. In un ambiente di 250 m 3 vi è una fuga di gas tossico che ne porta la concentrazione a 1500ppm. Il sistema di ventilazione d emergenza fa si che la concentrazione arrivi a 15ppm in 60s. Calcolare la velocità dell aria (=1.18 kgm -3 ) se la sezione della bocchetta di immissione è di 0.5m In un tubo di diametro esterno di 100 mm, spessore 1.5 mm e lunghezza 2 m (realizzato in acciaio = 45 Wm -1 K -1 ), circolano fumi della combustione che entrano nel tubo a 150 C con una portata di 0.5 kgs -1 (c p =1.02 kjkg - 1 K -1, h i =50 Wm -2 K -1 ). Il tubo presenta un alettatura circolare come mostrato in figura con passo di 10 mm e spessore dell aletta di 2mm. Il diametro esterno dell aletta è pari a 130 mm. Calcolare il flusso termico scambiato con l ambiente circostante che si trova a 60 C (h e =30 Wm -2 K -1 ) e la temperatura dei fumi all uscita del tubo alettato.

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