Exam 20220908 ITA 1

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CONVERSIONE DELL’ENERGIA A 2020-21 Esame 08/09/2021 Ricordarsi di scrivere codice persona, nome e cognome su tutti i fogli consegnati. Si assumano, giustificandoli, valori realistici per tutti i dati necessari allo svolgimento che non vengono forniti espressamente nella formulazione dei quesiti. ESERCIZIO 1 (10 punti) Una stazione di riduzione della pressione sulla rete di distribuzione del gas naturale elabora una portata pari a 14400kg/h da una pressione di 2.5 MPa e una temperatura di 15°C fino ad una pressione di 0.5 MPa utilizzando una valvola di laminazione. Siccome il fluido si raffredda durante il processo, questo viene scaldato utilizzando acqua calda prima della laminazione. L'acqua calda utilizzata a tal scopo è prodotta da una caldaia a gas naturale. Per semplicità si consideri il gas naturale come metano puro (proprietà al punto critico: 4.6 MPa e 191K) e si considerino le seguenti informazioni: • coefficiente di comprimibilità medio nel processo di laminazione (Z)=0.97 • calore specifico pressione costante medio nel processo di laminazione, (cp)=2.3 kJ/kgK • coefficiente di Joule-Thompson medionel processo di laminazione (dT/dp)=4.8°C/MPa Si chiede di: i. Evidenziare e giustificare tutte le assunzioni utilizzate per lo svolgimento dell’esercizio (1 punto) ii. Disegnare accuratamente il diagramma Ts del processo avendo cura di tracciare le curve isoentalpiche (2.5punti) iii. Disegnare lo schema di processo e calcolare il combustibile consumato per scaldare l'acqua in modo che a valle del processo di laminazione la temperatura del gas naturale sia pari a 10°C (2.5 punti) iv. Stimare la perdita di potenza utile dovuta alla laminazione (2 punti) v. Sapendo che la seguente affermazione è vera "l'aggiunta di idrogeno al gas naturale riduce il consumo di…