FISICA TECNICA E MACCHINE

Documenti analoghi
Miscele di gas (Esercizi del testo) e Conduzione

Trasmissione del calore attraverso le pareti perimetrali di un edificio ad uso civile

Esercizi di Fisica Tecnica Scambio termico

Esercizi svolti. 1 quesito Calcolo del flusso termico q in condizioni stazionarie Il flusso termico è q = T/R (1)

Trasmissione del calore: Conduzione

FISICA TECNICA (Ingegneria Medica)

3) Un solaio piano è costituito da 5 strati:

Esercizio sulle verifiche termoigrometriche

) [gas riscaldato a V cost fintanto che la sua p è tale da sollevare pistone]

Università di Roma Tor Vergata

, somma delle resistenze termiche parziali relative ai diversi strati di cui questa è composta:

FISICA TECNICA AMBIENTALE

PASSAGGIO DEL CALORE E DIFFUSIONE DEL VAPORE

Ingegneria Edile-Architettura Esercizi di Fisica Tecnica Ambientale Scambio termico

FACOLTÀ DI ARCHITETTURA A.A APPUNTI DALLE LEZIONI

CORSO DI TERMODINAMICA E MACCHINE

ESERCITAZIONI DI FENOMENI DI TRASPORTO I

Esercitazione di Meccanica dei fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica. Scambio di materia (II)

Cavo Carbonio. Sergio Rubio Carles Paul Albert Monte

LA TRASMISSIONE DEL CALORE. Conduzione, convezione e irraggiamento dal punto di vista della termotecnica. Lezioni d'autore

x L In una lastra di ceramica (k = 3.5 W/mK) di sezione rettangolare

Università di Roma Tor Vergata

Il calore è l energia trasmessa da un corpo ad un altro in virtù di una differenza di temperatura.

Università di Roma Tor Vergata

Cognome: Nome: Matricola: CFU TERMOTECNICA 1. A.A febbraio 2010 ESERCIZI NUMERICI. tot. sec m sec = 1. S sec. ζ prim

Esercizi sullo scambio termico per irraggiamento

ASTER GEN Cavedio User Manual

Comune di Narzole RELAZIONE TECNICA. Provincia di Cuneo. Calcolo del flusso e della trasmittanza lineica di ponti termici

Esercizi su similitudine ed analisi dimensionale

TRASMISSIONE DEL CALORE

Esercitazioni di Fisica Tecnica Trasmissione del Calore

Grandezze caratteristiche della trasmissione del calore

La casa è la terza pelle dell uomo

Modi di Trasmissione del Calore

Convezione Definizioni fondamentali

Laboratorio Integrato di Progettazione Tecnologica (Modulo di Termofisica dell edificio)

Regime transitorio termico

Andrea Lazzara matr Lezione del 13/05/2010 ora 10:30-13:30

Laurea in Archite:ura

Bilanci macroscopici. Esercizi dal libro Fenomeni di Trsporto, Bird, Stewart, Lightfoot

Canuti Alice N. matr.: Lezione del 07/11/2002 Ora: 8:30 10:30

Le soluzioni tecnologiche per l efficienza energetica dell involucro

FISICA TECNICA AMBIENTALE LABORATORIO DI TERMOTECNICA

Il trasporto di energia termica: le interfacce solido-fluido e il trasporto convettivo. Principi di Ingegneria Chimica Ambientale

Recupero energetico di edifici tradizionali

nzeb NEARLY ZERO ENERGY BUILDING La scuola e l energia sostenibile, un primo passo verso il 2020

ESERCITAZIONE 6. Dr.ssa Valeria Monti Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Fisica a.a

!"#$%&%'()*+%,+%*)-./+-0%$/12'((+13)4'% 3.151%1/,+3)*'3-1% ::;<% -=>?%78<

FOCUS SUI RISULTATI DEI TEST Permeabilità aria tenuta acqua Relatore: Ing. Valeria Gambardella

ESAME DI AERODINAMICA 26/3/2008

DETERMINAZIONE DEI VALORI TERMICI DI PROGETTO DI PRODOTTO PER MURATURA (UNI EN 1745 UNI EN ISO 6946 UNI EN ISO 13786)

8 Quale delle seguenti affermazioni è vera? A Il potere calorifico di una sostanza è direttamente proporzionale alla sua capacità termica. B Il calore

Committente: Crivellari & Zebini SpA Via Roma, Zelo di Giacciano con Baruchella (RO) data: 25/01/2010

Corso di Fisica Tecnica - Università Sapienza di Roma

K55A-K65A CAVI SCALDANTI AUTOREGOLANTI PER IL MANTENIMENTO IN TEMPERATURA DEI FLUIDI - IMPIANTI AD ALTE TEMPERATURE

Trasmissione del calore:

ESERCIZI SVOLTI di SCAMBIO TERMICO

FISICA TECNICA - A.A. 99/00

CAPACITÀ, CONDENSATORI, ENERGIA

Il trasporto di energia termica: introduzione e trasporto conduttivo. Principi di Ingegneria Chimica Ambientale

Le soluzioni tecnologiche per l efficienza energetica dell involucro

Nome. Matricola. Firma. di un isolante. lamina, mantenuto un. più Calcolare: 10 min.

Esame Scritto Fisica Generale T-B

Trasmittanza termica

Esercitazione di Meccanica dei fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica. Conduzione Termica

LEZIONE 5-6 ENERGIA TERMICA, TRASPORTO DEL CALORE (CONDUZIONE, CONVEZIONE) ESERCITAZIONI 2

Condensa interstiziale, Metodo Glaser. Corso di Fisica Tecnica a.a. 2017/2018 Prof. Marina Mistretta

FISICA TECNICA AMBIENTALE

17.2 La temperatura data della piastra è pari a 60 C. Le proprietà dell'aria alla temperatura di film

Soluzioni per isolamento termico - esempi

ESAME DI AERODINAMICA 26/3/2008

Fisica Tecnica Ambientale

Matassa WLFH. Descrizione COSTRUZIONE DEL PAVIMENTO

Matassa WLFH. Descrizione COSTRUZIONE DEL PAVIMENTO

Le nuove norme - che cosa cambia Walter Grassi

RAPPORTO DI PROVA N

Esercizi-Calcolo diretto di campo elettrico

NUOVI CRITERI PROGETTUALI DELL INVOLUCRO EDILIZIO

Parete opaca non soleggiata che separa due ambienti a temperature diverse

applicando il principio di reciprocità si ha quindi

Richiami sulla resistenza termica equivalente

sistema europlus-flex

CARATTERISTICHE DELLE STRUTTURE EDILIZIE

Analisi dei Sistemi Esercitazione 1

ANPE - 2a Conferenza Nazionale

RELAZIONE TERMOGRAFICA

RAPPORTO DI PROVA T

Esercitazione di meccanica dei fluidi

Capitolo 3. Una massa m=0,424 kg di un gas sconosciuto (il cui comportamento può essere ritenuto ideale) è

LA TRASMISSIONE DEL CALORE

DETERMINAZIONE DEI VALORI TERMICI DI PRODOTTO PER MURATURA (UNI EN 1745 UNI EN ISO 6946 UNI EN ISO 13786)

CALCOLO DELLA TEMPERATURA SUPERFICIALE E DELLA CONDENSA INTERSTIZIALE DI STRUTTURE EDILIZIE (UNI EN ISO 13788:2003)

la tua energia pulita

Transcript:

FISICA TECNICA E MACCHINE Prof. Lucio Araneo AA 20/208 ESERCITAZIONE N. ) Il vetro di una finestra a spessore s 6 mm e separa un locale a temperatura T i 20 C dall'ambiente esterno alla temperatura T e 5 C. La conduttività termica del vetro è k.0 W/m K, mentre i coefficienti di scambio termico convettivo all'interno e all'esterno sono, rispettivamente, i 5 W/m 2 K e e 5 W/m 2 K. Calcolare: - il flusso termico trasmesso attraverso la lastra di vetro - la temperatura della faccia interna del vetro Si consideri di utilizzare un nuovo vetro di spessore complessivo s 2 mm composto da 6 mm di vetro (il medesimo considerato in precedenza), 5 mm di intercapedine d aria e altri 6 mm di vetro. La conduttività termica dell aria è k 0.025 W/m k, mentre le altre proprietà rimangono inalterate. Calcolare il nuovo flusso termico attraverso la lastra di vetro A regime il flusso termico per convezione sul lato esterno, quello per conduzione attraverso il vetro e quello di convezione sul lato interno devono avere lo stesso valore: VETRO AMBIENTE ESTERNO CONDUZIONE VETRO _ _ AMBIENTE INTERNO - VETRO _ _ considerando la resistenza termica complessiva come somma delle resistenze termice in serie: da cui posso ricavare:! " 55 W In cascata di seguito tutte le temperature. T_i_vetro 6.3 C + Nel caso di vetro con intercapedine, l approccio è il medesimo solo ce gli strati attraverso i quali avviene la conduzione sono tre: vetro interno, intercapedine, vetro esterno. Si calcola la resistenza termica complessiva:

+ + + 0,89,/. & & da cui posso ricavare:! " W In cascata di seguito tutte le temperature. T_i_vetro 8,8 C 2) Una parete piana di un forno industriale a una superficie complessiva S 5 m 2 ed è costituita da tre stati. L aria all interno del forno si trova alla temperatura T i 900 C, mentre l ambiente esterno si trova alla temperatura T e 20 C. La parete affacciata all interno del forno a spessore L 60 cm ed è realizzata con mattoni refrattari con conduttività termica k 3 W/(m K); lo strato intermedio a spessore L 2 30 cm ed è realizzata con materiale isolante avente conduttività termica k 2 0. W/(m K); la parete esterna a spessore L 3 2 cm ed è realizzata in acciaio con conduttività termica k 3 60 W/(m K). Nell ipotesi ce la parete sia in condizioni stazionarie e ce i coefficienti scambio termico convettivo valgano i e 0 W/(m 2 K): - determinare la resistenza termica complessiva della parete; - determinare la potenza termica trasmessa verso l esterno; - rappresentare graficamente la distribuzione di temperatura nella parete; - determinare la massima temperatura nello strato isolante. Come per l esercizio precedente, a regime il flusso termico per convezione sul lato esterno, quello per conduzione attraverso ciascun strato di materiale e quello di convezione sul lato interno devono avere lo stesso valore: VETRO AMBIENTE ESTERNO CONDUZIONE STRATO J-mo AMBIENTE INTERNO - VETRO /0 2& /03, 4 5 6 " 5 /0_ _2& considerando la resistenza termica complessiva come somma delle resistenze termice in serie: + da cui posso ricavare:! " 3882 W + + 0,22,/. 8 9 8 9

La temperatura della superficie interna (calda) della parete e della prima interfaccia con lo strato successivo valgono rispettivamente 84 K e 822 K 3) Determinare la resistenza termica complessiva di un condotto cilindrico di lungezza L 0 m, diametro interno D i 4 mm e spessore s mm, realizzato in un materiale avente conduttività termica k 25 W/(m K). La distribuzione di temperatura in funzione del raggio r per un cilindro cavo di lungezza L molto grande rispetto al raggio e avente raggio interno r e raggio esterno r2 è: ;" 8 " < ; < ; ;2 + 8 ;2 poicé ;" >" > 2?@ AB AC " DE AB AC e inoltre AB AC ", si ottiene ; < ;2 0,000258,/. 2?@ 4) Determinare il raggio critico di isolamento per un condotto in acciaio rivestito da uno strato di isolante ed immerso in un fluido con coefficiente convettivo 5 W/m 2 K. Sono note le proprietà dell acciaio e dell isolante: K acc 5 W/m K, ρ acc 800 kg/m 3, c acc kj/kgk, K is 0.3 W/m K, ρ is 200 kg/m 3, c is 0.6 kj/kgk. Si esprime la resistenza termica per la conduzione all interno un elemento cilindrico e per la conduzione sulla superficie esterna dello stesso cilindro: conduzione GHI DEA! A J8KL convezione GHM N! 8KL GHI + GHM la relazione O 0 fornisce il valore del raggio esterno al quale sia a il massimo della resistenza O termica e oltre il quale l effetto di scambio termico produce una riduzione della resistenza complessiva. Si ottiene: ;P Q

INDIPENDENTEMENTE DAL RAGGIO INTERNO ri Nel caso di solo acciaio ;P Q R Nel caso di copertura isolante ;P Q R Nel caso in cui gli strati di materiale siano più di uno cosa cambierebbe? 5) La condensa sul lunotto posteriore di un automobile si può rimuovere applicando una pellicola scaldante, sottile e trasparente sulla superficie interna, generando così un flusso termico uniforme. La temperatura dell aria interna e il coefficiente di convezione sono T A,i 25 C e i 0 W/m 2 K, mentre la temperatura dell aria esterna e il coefficiente di convezione sono T A, e -0 C e e 65 W/m 2 K. Per un vetro spesso 4 mm, determinare la potenza elettrica necessaria per unità di superficie per mantenere una temperatura della superficie interna del vetro di 5 C T T 2 T i VETRO T e STGHM Y VETRO ST STGHM Z Consideriamo i due scemi sopra riportati ce rapportano un volume di controllo ce contiene una sezione di vetro con in rosso identificata la lamina riscaldate. A sinistra le condizioni di temperatura, a destra quelle di flusso termico. Partiamo dal caso senza la lamina riscaldante e quindi con il solo vetro per una superficie A unitaria: + ST! " 293 W/m 2 4,3 X 5,5 X Considerando adesso la lamina con la generazione di potenza termica Q GEN, è possibile applica la conservazione dell energia, in quanto:

ST[ZH STGHM Z + STGHM Y STGHM Y " dove: temperatura dell ambiente interno (dato del problema) temperatura della superficie interna della lamina (imposto dal problema) STGHM Z 8 " dove: temperatura dell ambiente esterno (dato del problema) 8 temperatura della superficie esterna del vetro (incognita del problema) STGHM Y 00 W/m 2 quindi in verso opposto a quanto indicato nello scema iniziale. Dal bilancio del flusso termico verso l esterno: ST 8 " STGHM Z 8 " da cui T 2 9,8 C Quindi STGHM Z ST 290 W/m 2 ST[ZH STGHM Z + STGHM Y 90 W/m 2