02 10 2012

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SISTEMI ENERGETICI AVANZATI per allievi ingegneri energetici Appello del 2 ottobre 2012 Tempo a disposizione: 1 ora e 30 min Avvertenze per lo svolgimento del tema d’esame: 1) Indicare chiaramente nome e cognome su tutti i fogli che si intendono consegnare. 2) Rispondere brevemente ma con chiarezza solamente ai quesiti posti. Calcoli e spiegazioni - pur corretti in sé - che non rispondono ai quesiti posti non saranno considerati ai fini della valutazione. 3) Il punteggio dei singoli esercizi si riferisce ad esercizi svolti in modo completo con risultati numerici esatti. Risultati numerici corretti ma non accompagnati dalle relative spiegazioni non saranno presi in considera- zione. 4) La votazione dell'esame è la somma dei voti riportati nei singoli esercizi e di un bonus (punti 6) assegnato in considerazione del grado di completamento di almeno uno degli esercizi, della comprensibilità della calligra- fia, dell'ordine del testo della risoluzione, del livello delle spiegazioni a corredo. Il punteggio finale verrà nor- malizzato in base ai risultati medi. Il punteggio minimo per l'ammissione all'orale è 16/30. 5) Parlare con i colleghi e/o copiare prevede l’immediato annullamento del compito. Quesito 1 (16 punti) Una cella a combustibile a ossidi solidi (SOFC) è alimentata all'anodo con una portata di 500 kg/h di syngas avente la composizione riportata in tabella e 400 kg/h di vapore. Frazione molare nel syngas Massa molare, kg/kmol Ar CO CO 2 H2 H2O N2 2.2 % 48.5 % 7.1 % 23.0 % 15.8 % 3.4 % 39.94 28 44 2 18 28 Massa molare, kg/kmol: 21.84 Noto che: • la temperatura dei flussi allo scarico della cella è pari a 900°C • la composizione allo scarico del lato anodico risulta in equilibrio alla temperatura di 900°C rispetto alla reazione di water gas shift, secondo la…