Testo appello 20 Gennaio

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Meccanica dei Fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica 20 Gennaio 2025 Esercizio 1 – Efflusso di controllo Il livello di acqua all’interno del serbatoio cilindrico in figura viene controllato da una condotta rettangolare chiusa con una paratoia metallica. La paratoia è incernierata lungo il lato superiore e pesa 𝑃=9500 𝑁. 1. Calcolare il valore della spinta che il liquido esercita sulla paratoia per 𝐻°=1 𝑚. 2. Si calcoli l’altezza di acqua 𝐻 necessaria ad aprire la paratoia metallica. 3. Determinare la portata che fluisce nel condotto nell’istante in cui la paratoia si apre, assumendo la paratoia completamente aperta in tale istante e condizioni stazionarie. Trascurare le perdite di carico nel condotto. DATI: ℎ!=50 𝑐𝑚; 𝑏=50 𝑐𝑚; 𝐷=1 𝑚; 𝜃=60° Lo scarico a valle ha un coefficiente di contrazione pari a 𝐶𝑐 = 0.61 Esercizio 2 – Dispersioni termiche di un forno La parete di un forno largo 𝐿=2 𝑚 e alto 𝐻=8 𝑚 (approssimabile come una lastra piana) deve essere realizzata con mattoni isolanti di conduttività termica 𝑘"=0.30 𝑊/𝑚/𝐾. L’aria esterna è a una temperatura 𝑇#=20 °𝐶, mentre la temperatura interna della parete del forno è 𝑇$%&=500 °𝐶. Si vuole garantire una temperatura massima della superficie esterna 𝑇'(&=60°𝐶. Trascurare il contributo dato dall’irraggiamento. 1. Calcolare lo spessore minimo di mattoni in completa assenza di vento. 2. Dato lo spessore ottenuto al punto 1, calcolare il flusso termico disperso che attraversa la parete in caso di vento con velocità 𝑣=5 𝑚/𝑠 e disegnare il profilo di temperatura indicando i valori. 3. Per questioni di costi non si vuole superare uno spessore totale di mattoni 𝑠"=40 𝑐𝑚. Valutare quante intercapedini d’aria dello spessore di 1 𝑐𝑚 si debbano introdurre nella parete per rispettare questo limite, nel caso di convezione naturale…