13 Ciclo Joule Bryton inverso

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N 30- 4-02; 11=36 ;POL I M I ENERGETICA ;O223998566 0223998566 # 1 o/ Mi 01-3/7 (Co 96-19/6) In figura è mostrato una parte di una macchina frigorifera a gas (ciclo Brayton) utilizzato per la refrigerazione dell'abitacolo di un aereo di lìnea, comprendente un primo scambiatore, una turbina e un secondo scambiatore. All'uscita del compressore di uno dei motori a reazione (non mostrato in figura) viene prelevata una piccola portata d'aria (m=0.7 kg/s), a una pressione di 3 bar e una temperatura di 370 K. Questa corrente d'aria viene raffreddata prima nello scambiatore SCI (temperatura di uscita T2=310 K) e poi attraverso un'espansione nella turbina T (rendimento isoentropico T\ = 0.85, pressione di uscita P3=l bar). Infine, l'aria viene immessa nello scambiatore SC2, in cui raffredda l'aria calda proveniente dalla cabina, da cui esce alla temperatura T4 =270 K. Nelle ipotesi (a) che la macchina operi stazionariamente, (b) che siano trascurabili le dispersioni termiche dei tre componenti considerati e le cadute di pressione nei due scambiatori e (e) che l'aria si comporti come un gas perfetto biatomico di massa molare di 29 kg/kmol, determinare: 1. 2. 3. 4. la potenza termica ceduta all'ambiente esterno attraverso il primo scambiatore SCI; la potenza meccanica erogata dalla turbina; la potenza termica assorbita dall'aria proveniente dalla cabina; il COP effettivofe quello massimo di una macchina ideale?\ / * K ><* S e r?