Testo progetto 4

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Politecnico di Milano Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Scambio Termico e di Massa LM Ingegneria Energetica a.a. 2023-2024 – PROGETTO 4 PARTE 1 Una tortiera (diametro D = 300 mm, altezza H = 80 mm) con il preparato per una quiche lorraine viene infornata con programma statico alla temperatura Too = 100 °C. Assumere in prima approssimazione che il preparato possa essere considerato composto interamente di acqua e che questo occupi il 30% dell’altezza della tortiera. Ipotizzando inoltre che il forno si comporti come un serbatoio caratterizzato dai valori di temperatura Too, pressione poo=1 atm e umidità relativa φoo=50%, determinare quanto segue in due situazioni, (i) prima trascurando il termine avvettivo cioè, considerando il solo contributo diffusivo, e (ii) poi considerando sia il contributo diffusivo che quello avvettivo. 1. Determinare il flusso molare An  e dare una stima di massima del tempo necessario affinché la quiche lorraine sia cotta (riduzione del contenuto di acqua pari al 50%), evidenziando la differenza tra caso (i) e (ii). 2. Riportare in un grafico, l’andamento delle seguenti grandezze nella porzione di altezza libera della tortiera (coordinata spaziale x): frazione molare Ax , massa molare della miscela M , flusso diffusivo molare * AJ , velocità media molare *v , flusso molare An  . Dati. Acqua (specie A): pressione di saturazione psat=1 bar, densità liquido saturo =970 kg/m3, massa molare AM =18 kg/kmol. Aria (specie B): massa molare BM =29 kg/kmol. Diffisività di massa DAB (1atm, 298K)=0.26ˑ10-4 m2/s PARTE 2 Diffusione equimolare controcorrente. Siano dati due serbatoi collegati tra loro da un tubo (diametro D = 1 mm e lunghezza L = 15 m). Entrambi i serbatoi sono alla stessa pressione p = 1 atm e temperatura T = 298…