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N ome e Cognome: Matricola Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Insegnamento di MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI (A.A. 2015/16) Appello del 19/09/2016 – Seconda Prova (tempo 2.5 ore) Esercizio 1 (10 punti): Una macchina idraulica elabora una portata di 5 m3/s di acqua (ρ = 1000 kg/m3; cL = 4186 J/(kg K)). La sezione di ingresso è pari a di 4 m2, in questa sezione viene misurata una pressione di 1 bar e una temperatura di 20 °C. Allo scarico, la pressione è pari a 2 bar. La sezione di uscita di diametro pari a 2 m2 è posta ad una quota di 1 m sopra la sezione di ingresso e la temperatura in uscita è di 0.02 °C più alta di quella in ingresso. La macchina non è adiabatica e vede una potenza termica uscente di 100 kW. Si determini: 1. La potenza meccanica effettivamente scambiata dalla macchina con il fluido, determinando se si tratta d i una macchina motrice o di una macchina operatrice; (3 punti) 2. Determinare l’incremento di temperatura causato dalle irreversibilità della macchina; (3 punti) 3. Calcolare il rendimento. (4 punti) E sercizio 2 (10 punti): Un compressore centrifugo a due stadi elabora una portata di 3 kg/s. La macchina aspira aria (γ = 1.4, R = 287 J/kg*K) in condizioni T1 = 25 °C, P1 = 1 bar e scarica in un serbatoio alla pressione di 15 bar. Ciascun stadio di compressore è caratterizzato dallo stesso rapporto di compressione. Allo scarico del primo stadio è posto uno scambiatore di calore, che raffredda il fluido di lavoro fino alla temperatura T1. Questo scambiatore utilizza una portata di acqua (ρ = 1000 kg/m3; cL = 4186 J/(kg K)) che si riscalda di 8 °C. Entrambi gli stadi sono caratterizzati da un rendimento adiabatico di compressione pari a 0.8. L’aria all’uscita del compressore viene scaldata fino ad una temperatura T5 = 1200 K, e…