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SISTEMI ENERGETICI LM per allievi Ingegneri Meccanici Appello del 9 luglio 2013 Proff. Consonni S., Chiesa P., Martelli E. Tempo a disposizione: 2 ore Avvertenze per lo svolgimento del tema d’esame: 1) Indicare chiaramente nome e cognome su tutti i fogli che si intendono consegnare. 2) Il punteggio si riferisce ad esercizi svolti in modo completo con risultati numerici esatti. Risultati numerici corretti ma non accompagnati dalle relative spiegazioni non saranno presi in considera- zione. 3) Rispondere brevemente ma con chiarezza solam ente ai quesiti posti. Calcoli e spiegazioni - pur corretti in sé - che non rispondono ai quesiti post i non saranno considerati ai fini della valutazio- ne. 4) Parlare con i colleghi e/o copiare pr evede l’immediato annullamento del compito. 5) La votazione dell'esame è la somma dei voti riportati nei singoli esercizi e di un bonus (punti 4) assegnato in considerazione della comprensibilità della calligrafia, dell'ordine del testo della riso- luzione, del livello delle spiegazioni a corredo. Il punteggio minimo per l'ammissione all'orale è 16/30. Problema 1 (12 punti) Una vecchia locomotiva a vapore ha una potenza netta alle ruote pari a 5 MW alla velocità di crocie- ra di 125 km/h. Essa è alimentata da carbone bituminoso avente PCI = 25.874 MJ/kg e la composi- zione riportata sotto. Elemento Frazione massica, % Massa molare, kg/kmol C 64.60 12 H 4.38 1 O 7.05 16 S 0.86 32 N 1.41 14 Umidità 9.5 18 Ceneri 12.2 ---- Sapendo che • l a p o r t a t a d i a r i a i n a l i m e n t a z i o n e a l l a c a l d a i a è c o n t r o l l a t a p e r m a n t e n e r e u n e c c e s s o d ’ a r i a p a r i al 40% • i fumi sono scaricati dalla caldaia (che fornisce calore al vapore) alla temperatura di 200 °C, cP,fumi = 1.1 kJ/kg-K, • l ’ a r i a a m…