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

Domanda 2: La potenza resa dalle pompe al fluido vale rispettivamente
W '
p1= Ggh
1= 4.91 MW W '
p2 = Ggh
2
= 5.15 MW
mentre quella assorbita è data da
Ggh'
Ggh'
2
6.13 MW W
p2,
a
= = 6.87 MW
η
1
W
p1,
a= =
ηP1
P2
Appendici
e pertanto W a = 13 MW
Domanda 3: è necessario applicare l'equazione di Bernoulli al tratto di circuito comprese tra
le superfici libere del bacino inferiore e del serbatoio S, tenendo conto che: a) in tale tratto è
presente solo la pompa P 1 ; b) le velocità sulle due superfici libere sono trascurabili; c)
bisogna considerare solo le perdite di carico distribuite relative ai tratti a-b e b-c.
p
c
− p1
+ [( H + Z) − H ] = h'
−h − h
γ
c 1 P1 a, ab a,
bc
da cui si ottiene il valore della pressione relativa nel serbatoio:
p − p = γ − [( H + Z) − H ] + h'
− h − h = 903 kPa
{ }
c 1 c 1 P1 a, ab a,
bc
Domanda 4: La potenza ottenibile dalla caduta dell'acqua è data da
WC
= ηc
gG( H2 − H1)
= 8.06 MW
Wc
e pertanto il rendimento globale di conversione vale η
G
= = 0.62.
W
ESERCIZIO C.35 (2002 - Per l’anno 2002 si dovevano risolvere almeno due esercizi tra i
tre proposti)
Un impianto di condizionamento per aeromobili preleva una portata di aria G a = 3 kg/s a
pressione atmosferica (p 1 = 1 bar, T 1 = 40 °C) per introdurla all’interno della cabina
dell’aereo ad una temperatura T 4 = 14 °C e ad una pressione p 4 = 1.15 bar. A tale scopo (vedi
figura) si comprime l’aria in un compressore adiabatico, con rendimento isoentropico η C =
0.9, la si refrigera in uno scambiatore di calore a superficie S, adiabatico verso l’esterno, per
farla espandere infine nella turbina adiabatica T, con rendimento η T = 0.815. La potenza
necessaria per azionare il compressore è prelevata in parte dalla turbina e per la parte
rimanente dal motore elettrico M. La trasformazione nello scambiatore può essere considerata
isobara ed il sistema opera in condizioni di regime stazionario.
Si determini:
6. la pressione p 3 che bisogna imporre all’ingresso turbina per avere una temperatura
dell’aria T 3 = 123 °C.
7. la temperatura dell’aria in uscita dal compressore, T 2 ;
8. la potenza termica ceduta nello scambiatore, W t ;
9. la potenza elettrica erogata dal motore, W el (si consideri unitario il rendimento elettrico
del motore).
Si consideri l’aria come un gas ideale con c p = 1005 J/(kg K) costante ed R = 287 J/(kg K)
a
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