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

Appendici
punto pressione temperatura entalpia entropia titolo
bar °C kJ/kg kJ/kg K
4 30 30 128.5 0.436
5 30 233.9 2804.3 6.187 1
6 30 500 3456.5 7.234
7 30 461.5 3370.0 7.119
8i 0.05 32.9 2170.9 7.119 0.84
8r 0.05 32.9 2458.7 8.059 0.96
dove i dati di input sono indicati nelle caselle in colore (alcuni di essi, in colore più scuro,
verranno determinati successivamente).
Il bilancio dello scambiatore a superficie SR si può scrivere come
G4 ( h5 − h4) = G1cp
( T2 − T3)
da cui sfruttando i dati della tabella si trova G 4 = 4.59 kg/s.
Domanda 3: Il bilancio dello scambiatore a miscelamento SM è dato da
G5+ G6 = G7
Gh+ Gh=
Gh
5 5 6 6 7 7
da cui si ricavano G 7 = 34.6 kg/s e h 7 = 3370 kJ/kg
Domanda 4: la temperatura del punto 7 (T 7 = 461.5 °C) si ricava direttamente dalle tabelle o
dal diagramma di stato, noti p ed h.
Domanda 5 titolo e temperatura a valle della turbina si ricavano classicamente con il
seguente procedimento: si ricava l’entalpia di uscita in condizioni ideali per la trasformazione
isoentropica, a partire da pressione ed entropia, h 8i = 2170 kJ/kg, dopodichè si ricava h 8
sfruttando la definizione di rendimento isoentropico della turbina
h8= h7−ηt( h7− h8i)
= 2458.7 kJ/kg.
Si ricavano quindi temperatura e titolo con il diagramma di stato o le tavole termodinamiche,
vedi tabella.
Domanda 6 La potenza erogata dalla turbina è ottenibile da
W ' = G ( h − h ) = 31.5 MW
mT
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ESERCIZIO C.43 (2005 - Per l’anno 2005 si dovevano risolvere almeno due esercizi tra i
tre proposti)
Lo schema di figura 1 rappresenta in maniera semplificata e fuori scala l’impianto di
alimentazione di un’abitazione tramite l’acquedotto cittadino. Si suppone per semplicità che
non vi siano al momento altri utenti collegati alla condotta principale e che il sistema sia in
condizioni stazionarie. Il fluido è acqua alla temperatura di 21°C (densità ρ = 997 kg/m 3 ,
viscosità dinamica μ = 0.978x10 -3 Pa s). Il sistema è a regime, e la pressione in A ed E è pari a
quella atmosferica. Sono noti inoltre i seguenti dati:
• quote geometriche (vedi figura 1) H 1 = 30 m, H 2 = 12 m, L = 500 m; il tratto DE ha
lunghezza trascurabile.
• portata nel circuito, G = 1.73 kg/s;
• diametri delle condotte AB, D AB = 200 mm, e CD, D CD = 25 mm;
• coefficiente di perdita concentrata per la diramazione a T, localizzata in BC,
K B = 0.7 (facendo riferimento alla velocità del fluido a valle);
• coefficiente di perdita di carico distribuita nei condotti per moto turbolento
λ = 0.030, per moto laminare (Re < 2000) λ = 64/Re.
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