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

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Appendici
Wt
= G h2 − h1 =− 2.17 MW
Dove il segno meno è congruente alla convenzione da noi adottata che vuole negativa la
potenza termica ceduta dal sistema all’esterno(in questo caso alla seconda metà del sistema).
Rappresento il ora il lato secondario dello scambiatore (e cioè la sopraccitata seconda metà
del sistema,quella attraversata dall’acqua):
G H 2 O G
W t
Faccio il bilancio energetico di questo sistema parziale, ricordando che l’acqua può essere
considerate un fluido incomprimibile:
W + G h − h = 0
t
( )
1 2
6
Wt
Wt
2.17⋅10
G = = = = 104 kg s
− − 4187⋅5
( h h ) c( T T )
2 1 2 1
Esercizio 4.14 (Soluzione redatta dallo studente Giacomo Garofalo)
p [bar] T [°C] h [kJ/kg] s [kJ/kg⋅K] x
1 10 311.09 2724.86 5.614 1
2 10 311.09 2704.86 5.580 0.985
Calcolo prima di tutto la superficie della tubazione interessata allo scambio termico:siccome
lo spessore è piccolo rispetto al diametro,considero la superficie laterale esterna del cilindro
A lat:
−3 2
Alat
= Deπ⋅ L= 89⋅10 ⋅3.14⋅ 50 = 14 m
Le perdite di calore sono date dalla seguente formula:
Q= u⋅A ⋅Δ T = 20⋅14⋅ 311.09 − 20 = 80 kW
lat
( )
La tubazione si può considerare come uno scambiatore di calore a superficie che scambia una
potenza termica W t pari a –Q (negativa in quanto ceduta all’esterno)
Scrivo l’equazione di bilancio energetico:
Wt
+ G( h1− h2)
= 0
Wt
Q
h2 = h1+ = h1− = 2704.86
G G
Il titolo si ricava una volta ricavati dalle tabelle i valori dell’entalpia del liquido saturo (h f ) e
l’entalpia del vapore saturo secco (h g ) corrispondenti alla pressione di 10 bar:
h2
− h
f 2704.86 −1407.69
x = =
= 0.985
h − h 2724.86 −1407.69
g
f
Esercizio 4.15 (Soluzione redatta dallo studente Giacomo Garofalo)
p [bar] T [°C] h [kJ/kg] s [kJ/kg⋅K] x
3 40 431 3285.89 6.8876 -
4 0.05 32.92 2319.17 7.6032 0.90
4i 0.05 32.92 2101.05 6.8876 0.81
b-20