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Meccanica dei Fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica Prova in Itinere – Soluzioni 28 Gennaio 2013 Esercizio – Evaporazione di acqua da una piscina riscaldata Si consideri una piscina di forma rettangolare con lati di lunghezze pari a L1=5 m e L2=3 m. La piscina è a contatto con l’aria dell’ambiente esterno che si trova alla temperatura di Taria=25°C e che presenta un tasso di umidità relativa φ pari al 52%. Si vuol mantenere la temperatura dell’acqua della piscina al valore costante e uniforme di TH2O=50°C e a tale scopo si utilizza una resistenza elettrica in grado di fornire la potenza termica necessaria in modo tale da evitare il raffreddame nto dell’acqua. Grazie ad un opportuno sistema di agitazione la temperatura dell’acqua può sempre essere considerata perfettamente uniforme. La superficie superiore della piscina è poi sogg etta all’irraggiamento solare che fornisce un flusso termico costante e pari a Qrad=300 W/m2. Si chiede di determinare quale deve essere la potenza fornita dalla resistenza elettrica per mantenere la temperatura dell’ac qua la valore costante richiesto. A tale scopo si tenga conto dei contributi termici dovuti alla radiazione, alla convezione naturale e all’evaporazione. Proprietà dell’aria Conducibilità termica 0.026 W/m/K Calore di evaporazione di H2O 2380 kJ/kg Numero di Pr 0.72 Tensione di vapore a 25°C 3.17 kPa Diffusività termica 2.5·10-5 m2/s Tensione di vapore a 50°C 12.35 kPa Viscosità cinematica 1.67·10-5 m2/s Diffusività H2O in aria 3·10-5 m2/s Per la stima dei coefficienti di scambio termico e materiale si utilizzino le seguenti correlazioni:   1/3 0.15 Pr CLNu Gr   1/3 0.15 CLSh Gr Sc dove il nume ro di Gr è definito sulla differenza di densità parziale del vapor d’acqua (ovviamente tra l a superficie della piscina e…