Management Engineering - Gestione degli Impianti Industriali

Full exam

TEMA D’ESAME 5 febbraio 2021 DURATA: 100 min LA PROVA CONSISTE DI 4 SEZIONI: - I SEZIONE. GATE. ATTENZIONE: in caso di risposta inesatta, non si procede oltre con la correzione e l’esame è considerato non superato - II SEZIONE. ATTENZIONE: se non si raggiunge almeno il 40% del punteggio possibile in questa sezione (sezione II), non si procede oltre con la correzione e l’esame è considerato non superato. Tutte le domande hanno lo stesso punteggio massimo. - III SEZIONE. DOMANDA APERTA - IV SEZIONE. PROBLEMI DA SVOLGERE SU FOGLI DI CARTA CON COGNOME, NOME, CODICE PERSONA, FIRMA (OGNI FOGLIO). I SEZIONE. GATE. ATTENZIONE: in caso di risposta inesatta, non si procede oltre con la correzione e l’esame è considerato non superato Q1 DOMANDA GATE Determinare il volume dell’accumulatore polmone in grado di soddisfare la richiesta (ciclica) in tabella. Fascia oraria Durata della fascia oraria [h] Richiesta r(t) [m 3/h] 1 6 200 2 6 150 3 6 50 4 6 200 a) Volume accumulatore compreso fra 200 e 500 m 3 b) Volume accumulatore compreso fra 500 e 800 m 3 c) Volume accumulatore compreso fra 1100 e 1400 m 3 d) Volume accumulatore compreso fra 800 e 1100 m 3 II SEZIONE. ATTENZIONE: se non si raggiunge almeno il 40% del punteggio possibile in questa sezione (sezione II), non si procede oltre con la correzione e l’esame è considerato non superato. Q2 Si osserva che un certo sistema è legato a questi eventi con le relative tempistiche di funzionamento: T1 = 0 inizio operatività T2 = 1000 ore primo guasto T3 = 1030 ore ristabilita operatività T4 = 2340 ore secondo guasto T5 = 2345 ore ristabilita operatività T6 = 3300 ore terzo guasto T7 = 3317 ore ristabilita operatività Ipotizzando che questo breve arco temporale sia rappresentativo del comportamento tipico in vita utile del sistema e ipotizzando un tasso di guasto costante per il sistema, tale tasso di guasto è pari a: a) Tra 8 e 9 * 10 -4 guasti/ora b) Tra 9 e 10 *10 -4 guasti/ora c) Tra 8 e 9 * 10 -3 guasti/ora d) Tra 9 e 10 * 10 -3 guasti/ora Q3 Si richiede di segnalare quale affermazione è corretta: a) La scelta di localizzazione prende in considerazione quanta potenzialità installare in base a specifiche delle utenze. b) La scelta di localizzazione dipende da costi, contesti e tempi di attività produttive e distributive. c) La scelta di localizzazione non prende in considerazione i possibili rischi derivanti dalla distribuzione (es. guerre, politiche restrittive e pandemie). d) La scelta di localizzazione è indipendente dal fatto che si sia deciso di non frazionare la generazione di un dato servizio. Q4 Si consideri un motore elettrico da 120 kW alimentato a 380 V con un fattore di potenza cos (phi) = 0,76 da rifasare a cos (phi)’ = 0,9. Ipotizzando di installare 3 condensatori collegati a triangolo, quanto vale la capacità di ogni singolo condensatore? a) Tra 325 e 329 micro F b) Tra 329 e 333 micro F c) Tra 333 e 337 micro F d) Tra 337 e 341 micro F Q5 Quale delle seguenti affermazioni relative agli impianti di riscaldamento è errata: a) Le utenze tecnologiche metereologiche sono fortemente influenzate dalla temperatura atmosferica, differentemente dalle utenze tecnologiche costanti. b) Facendo riferimento alle dispersioni termiche verso l’esterno, la potenza termica scambiata è proporzionale al quadrato della differenza si temperatura tra l’interno e l’esterno e inversamente proporzionale alla resistenza termica dell’involucro. c) Eventuali impianti di aspirazione e depurazione dell’aria contribuiscono a determinare i carichi termici, poiché nel caso di emissione nell’ambiente interno di polveri e gas nocivi, l’aria deve essere aspirata dall’ambiente e scaricata all’esterno, previa depurazione. d) I gradi-giorno rappresentano l'integrale nel tempo delle differenze di temperatura tra l'ambiente da riscaldare alla temperatura di 20°C e l'esterno e permettono di calcolare il fabbisogno termico dovuto alle dissipazioni attraverso l’involucro di un edificio. Q6 Una stazione di pompaggio di acqua è composta da due pompe uguali in parallelo, come in Figura, che servono un’utenza posta ad un’altezza di 10 m rispetto alle pompe. Le caratteristiche della singola pompa, del singolo condotto di aspirazione e di quello di mandata sono le seguenti (h [m]; G [m 3/h]): h pompa = 60 - 0,70⋅G 2 h asp = 0,15G 2 h m = 0,8G 2 hg = 15 m Qual è la curva caratteristica dell'insieme delle due pompe in parallelo? (indicare con G la portata complessivamente elaborata dal sistema) a) h i = 50 - 0,70⋅G 2 [m] b) h i = 60 - 2,80⋅G 2 [m] c) h i = 60 - 1,40⋅G 2 [m] d) h i = 60 – 0,175⋅G 2 [m] III SEZIONE. DOMANDA APERTA Q7 (40 linee max per la risposta; campo PURAMENTE testuale) Fornire le definizioni di affidabilità e di disponibilità, facendo riferimento sia ai sistemi riparabili che ai sistemi non riparabili. Risposta (campo libero): IV SEZIONE. PROBLEMI Q8 Si ha un sistema composto di 4 componenti (A, B, C, D) con albero dei guasti come riportato in Figura, dove il TOP EVENT (T.E.) rappresenta l’indisponibilità del sistema. (Non ci sono componenti in standby.) Si sa che A e C sono componenti riparabili, entrambi con Tasso di guasto λ = 10 -5 ore -1 e con Tasso di riparazione μ = 0,01 ore -1. Si sa anche che B e D sono componenti non riparabili, entrambi con Tasso di guasto λ = 10 -6 ore -1. Si richiede di: a. definire quali sono i Minimal Cut Set (MCS) di questo albero dei guasti. b. Calcolare la probabilità che il sistema sia guasto a T = 10.000 ore (considerare il limite superiore) c. Calcolare il numero atteso di guasti del Top Event per un tempo T = 10.000 ore (considerare il limite superiore). Q9 Nel reparto produttivo di uno stabilimento industriale è necessario mantenere una temperatura di 21° C ed un’umidità relativa del 60%. In questo ambiente il carico termico dovuto ai macchinari e all’impianto di illuminazione vale 18.000 kcal/h e sono presenti 40 persone (QSp = 70 kcal/h, QLp = 127 kcal/h). L’impianto di condizionamento immette aria (tutta di ricircolo) alla temperatura a bulbo secco di 14° C. Si determini la portata di aria G (m3/h) e la portata di vapore condensato G cond (kg/h). Se la batteria fredda ha BF = 0,2 si determini anche la temperatura (°C) di rugiada della batteria fredda. Soluzioni Q1 b Q2 b Q3 b Q4 a Q5 b Q6 d Q8 a. MCS1 = AB; MCS2 = CD b. 2*10 -5 c. 0,00102 Q9 a. 10214 m 3/h b. 9,286 Kg/h c. 11,5°C (da diagramma).