10 09 08

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Cognome …………………… Nome ………………………… Matricola…………………. Esercizio 1 In un sistema chiuso, un Kg di azoto alla pressione di 2 bar ed alla temperatura di 200 °C (stato A) viene compresso secondo una politropica di indice n=1,8 fino a che la sua entalpia aumenta di 150 kJ (stato B). Esso è quindi fatto espandere isotermicamente e reversibilmente fino alla pressione iniziale (stato C) e quindi raffreddato a pressione costante fino allo stato iniziale (stato A), chiudendo in questo modo un ciclo. Si determinino il calore ed il lavoro scambiati durante il ciclo. Esercizio 2 Un impianto frigorifero utilizzante quale fluido di lavoro l’R134a opera tra –40°C e 40°C. Il rendimento isoentropico del compressore è ρ = 0,85. Si calcoli la portata G di fluido di lavoro che si deve avere perché l’impianto sia in grado di raffreddare 100 Kg di alimenti con calore specifico medio pari a c = 4,18 kJ/(kg K) da 30°C a –30°C in 10 minuti. Esercizio 3 Una portata d’aria G = 1.5 kg/s fluisce in una tubazione orizzontale. In una sezione di monte A, la pressione e la temperatura risultano essere rispettivamente PA = 7 bar e TA = 120°C. In una sezione di valle B la pressione risulta essere PB = 4 bar. Nell’ipotesi che tra le sezioni A e B la variazione di energia cinetica sia trascurabile, che non vi siano parti mobili quali giranti o simili e che la variazione di entropia risulti pari a ∆S = 0,5 KW/K, si determini il calore scambiato per unità di massa dall’aria tra le sezioni A e B. Esercizio 4 Le temperature delle superfici esterna ed interna di una tubazione in acciaio (k=37 W/mK) di diametro interno D=173,1 mm e spessore 23 mm risultano pari a 316,6°C e 310°C. Si valuti il coefficiente di scambio termico convettivo con l’aria circostante nell’ipotesi che il tubo scambi esternamente per…