Testo esamesoluzione 14luglio2025

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Meccanica dei Fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica 14 Luglio 2025 Esercizio 1 – Riscaldamento aria Una portata di aria di 0.015 kg/s a pressione atmosferica deve essere riscaldata dalla temperatura iniziale di 20 °C a quella di 110 °C. A tale scopo si utilizza un tubo cilindrico metallico di diametro interno 6 cm e spessore 3mm, la cui parete è mantenuta a temperatura costante pari a 140 °C. Si chiede di calcolare la lunghezza di tubo necessaria. Si valuti inoltre a che temperatura deve essere una parete radiante di un forno esterno in grado di fornire il calore necessario affinché la temperatura del tubo si mantenga al valore voluto. Si consideri un fattore di vista unitario, approssimando quindi la dimensione assiale come infinita. Dati: µaria = 1.8×10-5 Pa×s Correlazioni moto intubato: cparia = 1005 J/kg/K !"=3.66 (moto laminare) Karia = 0.024 W/m/K !"='(!.#)*!.$ (moto turbolento) Esercizio 2 – Perdite di carico in galleria Una galleria a due corsie di lunghezza L=1400 m ha un raggio r=5.5 m. La sede stradale ha una larghezza di 10 m, come indicato nella seguente figura che mostra la sezione trasversale. Le pareti interne della galleria hanno una scabrezza assoluta di 10 cm. a) Si valuti l’area della sezione trasversale aperta (area in bianco nella figura). Si valuti la velocità media dell’aria (1 atm, 20 °C, µ=1.81E-05 kg/m/s) che fluisce all’interno della galleria (per il calcolo del friction factor si utilizzi la formula di Haaland) nelle seguenti condizioni: b) Galleria con pendenza longitudinale nulla, e differenza di pressione tra le sezioni di ingresso e uscita misurata e pari a 10 Pa. Si assuma galleria vuota. c) Galleria con pendenza longitudinale non nulla, tale per cui la differenza di dislivello fra la sezione di uscita e di ingresso è pari a +75…