10 Miscele adiabatiche

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ESERCIZIO n.4 In un sistema chiuso si miscelano adiabaticamente e a pressione costante P = 2,7 bar una massa mA = 4 kg di acqua allo stato di vapore umido con titolo xA= 0,2 ed una massa mB = 2 kg di acqua allo stato liquido con temperatura TB = 80 °C. Determinare la temperatura finale del sistema Tf. [130 °C] SOLUZIONE Conversioni 1bar=105 Pa 0° C=273,15 K Unità di misura P [ Pa]= F l2 [ N m2]=[ kg m⋅s2] Per prima cosa calcoliamo l'entalpia totale iniziale Hi h A=hl@0,27 MPa x A hlv@0,27 MPa=546,31 kJ kg 0,2⋅2173,2 kJ kg =980,95 kJ kg hB=hBSAT v  P =0 trasc. ≃hl@T B =334,91 kJ kg H i=mA hAmB hB=4 kg⋅980,95 kJ kg 2 kg⋅334,91 kJ kg ≃4594 kJ Poi ricaviamo l'entalpia specifica finale h f H f = Hi=4594 kJ  H =0 h f = H f mAmB = 4594 42 kJ kg ≃766 kJ kg Ora che abbiamo l'entalpia finale del sistema, possiamo facilmente dedurre T f : Dato che h f hl @0,27MPa lo stato finale del sistema si troverà fra ASAT e A, sulla stessa isoterma. Il risultato della miscelazione è quindi: P f =0,27 MPa T f =T SAT @0,27 MPa=130° C I grafici sono assolutamente qualitativi e non rappresentano l'andamento reale ma solo una sua approssimazione. DEFINIZIONI H i=mA hAmB hB h=1− x hlx hv=hl x hv −hl= xlx hlv DATI  A Vap. umido  B Acqua sottoraffr. mA=4 kg mB=2kg xA=0,2 T B=80 ° C  H = Q =0 sist. adiab.  L =0 sist. isobaro =0 P=2,7bar=0,27 MPa vacqua=0,001 m3 kg DALLE TABELLE: hl=546,31 130° C hlv=2174,2 0,27 MPa hl=334,91 80° C T f =? [° C ] @ @ ESERCIZIO n.8 Una massa m = 5 kg di vapore d'acqua alla temperatura T1= 100 °C e con titolo x = 0.9 viene posta a contatto con una sorgente isoterma a Ts = 60 °C. Determinare il calore QS che deve essere asportato dall'acqua per raffreddarla sino alla temperatura Tf = 80 °C a pressione costante. Determinare la variazione di…