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Meccanica dei Fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica Scambio di Materia e di Calore 28 Febbraio 2012 Parte I – Meccanica dei Fluidi Esercizio 1 – Fluido in moto all’interno di una tubazione (8 pt) In una condotta di raggio R=10 cm scorre una portata Q= (2+0.1·X) l/s determinare se il moto è laminare o turbolento considerando i due fluidi seguenti: a) acqua ( νacqua =1 ⋅10 -6 m 2/s); b) aria ( νaria =17 ⋅10 -6 m 2/s). Determinare il valore di λ e della cadente J nelle due situazioni proposte ipotizzando un valore di scabrezza equivalente ε: a) tubi di acciaio usati ε=2 mm; b) tubi in vetro ε=0.0015 mm. Esercizio 2 – Prelevamento di acqua da un canale (8 pt) Da un treno in marcia con velocità VT=50 km/h , si vuole prelevare acqua da un canale che scorre parallelo ai binari mediante un tubo di diametro D=10 cm immerso controcorrente e munito di un tubicino di presa di diametro d=50 mm , posto a quota h=5 m . L’acqua scorre nel canale con velocità V0= (1+0.1·X) m/s nella stesso verso del treno. Determinare: a) la quota massima H alla quale può arrivare l’acqua nel tubo quando il tubicino di presa è chiuso. b) trascurando le perdite di carico, la portata volumetrica che si può prelevare dal tubicino di presa. Esercizio 3 – Combustore seguito da condensazione parziale del vapore d’acqua (8 pt) Si consideri un’apparecchiatura destinata alla combustione di gas naturale (composizione molare: 95% CH 4, 5% C 2H 6) operante alla pressione atmosferica. L’apparecchiatura viene alimentata con una corrente di gas naturale alla temperatura Tin =25°C (con portata pari a 1 kg/min ) e una portata di aria (composizione molare: 21% O 2, 79% N 2) in eccesso λ=10% sullo stechiometrico. I fumi caldi di combustione in uscita dal combustore vengono raffreddati una prima volta. In una…