14 02 14

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POLITECNICO DI MILANO SCUOLA DI INGEGNERIA INDUSTRIALE CORSO DI ENERGETICA GENERALE PROVA SCRITTA DEL 14-02-14 Nome e Cognome ............................................................. Matr................. Tema 1 (punti 7) Si consideri una combustione completa di acetilene C2H2 che avviene a pressione costante pari a Pa. Ipotizzando che i reagenti siano disponibili a Ta = 25°C e Pa = 1 bar, che la combustione reale avvenga con un eccesso d’aria tale da contenere la temperatura adiabatica di fiamma in 2250 K, si chiede di calcolare l’exergia distrutta e il rendimento exergetico della combustione. Se la combustione avvenisse a 5 bar, l’exergia distrutta e il rendimento exergetico della combustione sarebbero maggiori o minori? Quanto varrebbero? Si richiede inoltre di rappresentare graficamente sul diagramma di Ostwald i fumi della combustione, calcolando le coordinate del punto rappresentativo della combustione reale e della combustione stechiometrica. Ai fini del calcolo, si utilizzino i dati riportati in tabella. Il termine ex (2250 K) tiene conto solo dello squilibrio termica rispetto a Ta non anche dell’eventuale squilibrio di pressione. Δh (2250 K)ex (2250 K) [kJ/kmol] [kJ/kmol] N2 65.250,35 45.829,44 CO2 106.980,90 76.102,63 H2O 83.090,25 58.692,13 O2 68.021,97 47.800,81 - tabella 1 - Tema 2 (punti 9) In uno stabilimento industriale, una portata pari a 5 kg/s di acqua liquida in pressione viene riscaldata da 65°C a 95°C tramite il calore prodotto da un impianto di cogenerazione alimentato da biomasse e viene successivamente riscaldata da 95°C a 125°C tramite il calore prodotto da una caldaia alimentata da gas naturale. Tale acqua viene utilizzata per trasportare il calore necessario a Tml = 88°C per lavorazioni industriali e viene ricondotta a 65°C all’ingresso…