Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e ... - Valentiniweb.com

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Cap. 2. Termodinamica degli stati BIBLIOGRAFIA Tabelle termodinamiche • L. Haar, J.S. Gallagher, G.S. Kell, NBS/NRC Steam Tables, Hemisphere, 1983 (tabelle del vapore acqueo approvate dal National Bureau of Standards). • C. Borgnakke e R.E. Sonntag, Thermodynamic and Transport Properties, Wiley, 1997 (contiene anche un dischetto con il programma di calcolo CATT, v. sotto) • W.C. Reynolds, Thermodynamic Properties in SI, Stanford University Press, 1979 (tabelle diagrammi e formule per il calcolo delle proprietà di molte sostanze in unità SI) Programmi di calcolo (alcuni esempi) • Il programma CATT, (C. Borgnakke, R.E. Sonntag, v. sopra) che gira su un PC in ambiente Windows, riporta le proprietà termodinamiche di 25 sostanze dando la scelta all’utente tra 8 possibili coppie di variabili di input. • Il programma ALLPROPS (http://www.webpages.uidaho.edu/~cats/software.htm), che gira su un PC in ambiente Windows, riporta le proprietà termodinamiche di circa 40 sostanze dando la scelta all’utente tra molte coppie di variabili di input. E’ anche possibile costruire diagrammi e tabelle. • La libreria di funzioni TPX, (http://www.me.caltech.edu/me/software/tpx/) sviluppata da D. Goodwin presso il California Institute of Technology e disponibile gratuitamente in rete permette di calcolare le proprietà termodinamiche di alcune sostanze (acqua, azoto, ossigeno, metano, idrogeno, R134a) importando una macro direttamente nei fogli di lavoro Microsoft Excel. 2-29
Cap. 2. Termodinamica degli stati ESERCIZI ESERCIZIO 2.1 Una bombola di volume V = 5 L contiene argon (Ar) alla pressione p = 200 bar e temperatura T = 20 °C. Determinare a) la massa M del gas; b) il volume che esso occuperebbe alla pressione di 1 bar e alla temperatura di 0 °C (tale volume è talvolta indicato come volume normale e misurato in normal-metri cubi, Nm 3 ). Dati: considerare l’Ar come un gas ideale con k = c p / c v = 1.667 e c p = cost. = 520.3 J/kg K [M = 1.639 kg, V = 0.932 Nm 3 (R = 208.18 J/kg K)] ESERCIZIO 2.2 Un cilindro verticale chiuso da un pistone senza attrito contiene azoto a temperatura T = 100 °C. Il pistone ha una massa M p = 5 kg ed un diametro D = 100 mm. La pressione dell’ambiente esterno è 97 kPa. Se il cilindro ha un volume V = 2 dm 3 , determinare la massa M di gas contenuta nel cilindro. Dati: considerare l’azoto come un gas ideale con R = 296.8 J/kg K, k =1.41. [M = 1.864 g] ESERCIZIO 2.3 (adatto alla soluzione tramite calcolatore) Servendosi delle tabelle del vapore o di un programma di calcolo delle proprietà termodinamiche, determinare lo stato dell’acqua (liquido sottoraffreddato, miscela bifase, vapore surriscaldato, gas) in ciascuna delle condizioni seguenti: a) 120 °C, 150 kPa d) 160 °C, 0.4 m 3 /kg b) 300 °C, 0.01 m 3 /kg e) 0.35 Mpa, 0.4 m 3 /kg c) 200 kPa, 110 °C f) 5 kPa, 10 °C [a) vap surr; b) bifase x = 0.424; c) liquido sottoraff.; d) vap surr; e) bifase x = 0.763; e) liquido sottoraff.] ESERCIZIO 2.4 Un serbatoio cilindrico alto 10 m contiene acqua e vapore in equilibrio alla temperatura T = 180 °C. Il livello del liquido all’interno è 2 m. Calcolare il titolo e la differenza di pressione tra la parte più alta e quella più bassa del serbatoio. Dati: v l = 0.001127 m 3 /kg, v v = 0.194045 m 3 /kg. [x = 0.022, p = 17813 Pa] ESERCIZIO 2.5 Un recipiente di volume assegnato V = 100 dm 3 contiene 10.79 kg di R12 a p = 0.6 MPa. Determinare il titolo ed entalpia specifica. Dati: v f = 0.000757 m 3 /kg, v v = 0.029132 m 3 /kg, h f = 56.799 kJ/kg, h v = 196.568 kJ/kg [x = 0.3, h = 98.73 kJ/kg] ESERCIZIO 2.6 Un recipiente di volume assegnato V = 100 dm 3 p = 1 MPa. Determinare il titolo. Dati: v f = 0.001658 m 3 /kg, v v = 0.128528 m 3 /kg [x = 0.515] contiene 1.5 kg di ammoniaca a 2-30
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Cap. 1. Nozioni introduttive di Ter
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Cap.5. L’equazione generalizzata
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Cap.6 - Le macchine termiche sempli
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Cap.7 - I cicli termici delle macch
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Cap.8 - La cogenerazione fumi al ca
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Cap.8 - La cogenerazione Bisogna no
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Cap.8 - La cogenerazione 8.3. Princ
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Cap.8 - La cogenerazione vapore all
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Cap.8 - La cogenerazione Impianti c
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Cap.10 - I cicli termici delle macc
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Cap. 10. Elementi di psicrometria,
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Cap. 11. Scambiatori di calore (a)
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Cap. 11. Scambiatori di calore Effi
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Cap. 11. Scambiatori di calore T T
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Cap. 11. Scambiatori di calore di a
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Cap. 12. Combustione e generatori d
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Cap.14 -Principi di funzionamento d
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Appendici APPENDICE 1 - Equazioni d
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Appendici APPENDICE 3 - Proprietà
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Appendici Acqua Proprietà del liqu
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Appendici H2O p = 0.5 [MPa] Tsat =
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Appendici H2O p = 4.0 [MPa] Tsat =
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Appendici H2O p = 30.0 [MPa] T v u
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Appendici R717 - Ammoniaca Propriet
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Appendici R717 p = 0.4 [MPa] T v u
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Appendici R134a - Proprietà del li
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Appendici R134a - Liquido compresso
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Appendici R134a p = 0.30 [MPa] T v
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Appendici R600a - Isobutano Proprie
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Valori di c p , c v e k per vari ga
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Appendici APPENDICE 4 - Unità di m
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d) Unità di potenza Unità di misu
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Appendici V −3 3 1 = Mv1 = 1 ,5
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Appendici L tot = Q tot = 47 kJ Ese
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Appendici Esercizio 2.5 V 1 ⎛ 0.1
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T p 3 1−k k 3 = T p 2 1−k k 2 R
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Appendici Esercizio 2.17 T [°C] p
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Appendici t E ⎛ − ⎞ i( t) =
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Appendici Capitolo 4 Esercizio 4.1
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Appendici G ( s 2 GT ( c W = W ' t
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h − h η = ⇒ h = h −η h −
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Appendici In seguito all’espansio
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Appendici La portata massica (che r
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T G ( h − ) R 4 = T3 − ⋅ 2 h1
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Appendici 2 D Q = Aw = H πw 4 Da c
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Appendici Esercizio 5.6 −3 D = 20
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Appendici 4Q w = = 2, 21 m s D 2 H
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L’equazione di Bernoulli si può
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64 λ = c = = 0.1 Re 636 le perdite
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Appendici W ′ = G ⋅ e p L’ene
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Appendici cp ⎧ R ⎪ T2 p ⎛ 2 T
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Appendici h ≅ 4. 2T La variazione
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( a ) W c, min = G a f , i − f ,
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Appendici La potenza meccanica svil
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Appendici • il lavoro della turbi
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η = ( h − h4 ) − ( h2 − h1 )
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Appendici l’allievo può verifica
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Appendici ( − T ′′ ) quindi p
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Appendici dove 1 ⎛ 1 s 1 ⎞ 1 Rt
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Appendici WT Ts = + Ta = 53.2°C h
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Appendici a. il valore di T2; b. il
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Appendici punto 4: p 4 = 1 bar, T 4
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Appendici variazioni di energia cin
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Appendici ESERCIZIO C.13 (1996, gru
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Appendici pressione. Tutti i compon
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Appendici la tubazione può essere
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Appendici Soluzione La conduttanza
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Appendici 5. la potenza meccanica a
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Appendici W ' m = G ( h −h2 ) = G
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Appendici coefficiente di dilatazio
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Appendici mentre il termine di irre
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Appendici Soluzione (redatta da N.F
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Appendici G 6 = G 1 e per il bilanc
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Domanda 2: La potenza resa dalle po
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Appendici 1. la portata di vapore n
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Appendici Dove, essendo il moto lam
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Appendici • proprietà fisiche de
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Gc 1 2 Gr 4 5 A C B Gs 6 Soluzione
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Appendici punto pressione temperatu
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Appendici h ac 2 wAB w (1 0.5) (0.7
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Appendici La potenza erogata dalla
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• portata volumetrica di fluido i
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SOLUZIONI I valori numerici sono ot
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PROBLEMA 3 Domanda 1: Dalle tabelle
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