Energy Engineering - Energy Conversion A

Test di fine Modulo 1: proprietà termodinamiche dei fluidi

Other

Test di fine Modulo 1: proprietà termodinamiche dei fluidi (10 punti) 1 Si consideri un ciclo Rankine saturo a vapor d’acqua operante tra 0.1 bar (Tsat=46°C, DhLiq - vap=2400kJ/kg, cpvap=1.9kJ/kgK) e 150 bar (Tsat=342°C, DhLiq -vap=1000kJ/kg, cpvap=13 kJ/kgK). Considerando una portata di 10 kg/s quanta potenza viene prodotta dal generatore elettrico? (1 punto) Circa 5 -8 MWel Meno di 4 MWel Circa 9 -12 MWel Più di 12 MWel 2 In base al principio degli stati corrispondenti quale è una stima per il calore di evaporazione dell’idrogeno a 16K sapendo che il p unto critico di tale sostanza è circa 33K e 1.2 MPa? (1 punto) 880 kJ/kg 260 kJ/kg 2400 kJ/kg 1800 kJ/kg 3 La figura rappresenta un processo isobaro di riscaldamento di un fluido e la sua curva di saturazione. Quale parte del processo richiede la maggior quantità di potenza termica? (1 punto) B A C Non ci sono abbastanza informazioni per poterlo stabilire 4 Le condizioni all'ingresso del corpo di alta pressione di una turbina a vapore sono le seguenti: 1260 ton/h, 580°C, 300 bar. Quale è la portata volumetrica all'ingresso della turb ina? (1 punto) circa 3.8 m3/s circa 2.6 m3/s circa 4.6 m3/s circa 4.9 m3/s 5 Si consideri un fluido con massa molare 72 che in condizioni di gas perfetto ha un calore specifico a volume costante costituito per il 78% dal contributo dei gradi di libertà vibrazionali. Si dia una stima ragionevole del calore specifico di liquido calco lato alla stessa temperatura utilizzando il Principio degli Stati Corrispondenti. (1 punto) Circa 2100 J/(kgK) Circa 1500 J/(kgK) Circa 3000 J/(kgK) Circa 4200 J/(kgK) 6 Si confronti l’entalpia di evaporazione per due fluidi puri alla stessa temperatura ridotta sfruttando il Principio degli Stati Corrispondenti. Quale affermazione è vera? (1 punto) Il fluido con la massa molecolare maggiore e la temperatu ra critica inferiore ha la minor entalpia di vaporizzazione Il fluido con la massa molecolare maggiore e la temperatura critica inferiore ha la maggior entalpia di vaporizzazione Il fluido con la massa molecolare maggiore ha la maggior entalpia di vaporizzazione Il fluido con la massa molecolare m aggiore ha la minor entalpia di vaporizzazione 7 La seguente figura rappresenta il fattore di comprimibilità in funzione della temperatura assoluta per due fluidi puri alla stessa pressione ridotta pari a 0.3. Quale delle seguenti affermazioni è vera in prima approssimazione? (1 punto) La temperatura critica del Fluido 2 è maggiore della temperatura critica del Fluido 1 La densità del Fluido 2 è maggiore della densità del Fluido 1 alle alte temperature in fase vapore mentre è minore alle basse temperature in fase liquida Il Fluido 2 è più comples so del Fluido 1 La pressione critica del Fluido 2 è maggiore della pressione critica del Fluido1 8 Quali di questi effetti è causato unicamente dalla elevata complessità molecolare di u n fluido? (1 punto) un valore ridotto del rapporto tra il calore specifico di liquido e quello di gas perfetto un innalzamento della temperatura critica a causa dei maggiori gradi di libertà vibrazionali una diminuzione della pressione di saturazione a causa de lla minor pressione critica un aumento della massa molecolare e della densità del fluido 9 Quale delle seguenti affermazioni relative alle correzioni di gas reale è corretta: (1 punto) Per temperature ridotte inferiori a 0.7, la correzione entalpica riferita ad una condizione di liquido sottoraffreddato è circa proporzionale alla variazione di entropia in transizione di fase. La correzione entalpica molare in termini ridotti dipende solo dalla temperatura critica del fluido La correzione del calore specifico presenta un andamento con massimo con valori circa 10 -100 volte superiori al calore specifico di gas perfetto durante la transizio ne di fase La correzione entropica in termini ridotti ha valori generalmente negativi tranne per molecole ad elevate complessità in base al principio di equipartizione dell’energia. 10 La relazione di Antoine scritta in termini ridotti p_r=f(A*, T_r) è concettualmente valida: (1 punto) Dal punto triplo al punto critico Dal punto triplo fino a pressioni ridotte di 0.05 Da pressioni ridotte di 0.05 a temperature ridotte di 0.7 Da temperature ridotte di 0.7 fino al punto critico La prima risposta è quella corretta