Computer Engineering - Fisica Tecnica

Full exam

Facoltà di Ingegneria di Milano -Leonardo Fisica tecnica a.a. 201 8-201 9, doc en ti A. Salioni G. Guedon 27 agosto 2019 Cognome e nome __________________________ Matr. ___________ Bonus Quiz 1 2 3 Note: Il tempo a disposizione dell’allievo per la verifica è di 2 ore . Durante la prova possono essere consultati appunti e testi. Lo svolgimento dei problemi dovrà essere riport ato su fogli allegati e la soluzione dovrà essere riportata sul foglio con il testo. LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI DEVE ESSERE CHIARO E ORDINATO E I PASSAGGI DEVONO ESSERE CIRCOSTANZIATI . L’allievo, al termine della prova o in caso di ritiro, è tenuto a co nsegnare il testo dell’esame e i fogli con la soluzione degli esercizi. Qualora fosse presente solo la soluzione sul foglio di testo e non lo svolgimento dell’esercizio questo sarà ritenuto non svolto. NB ( Tutte le trasformazioni devono essere disegnate i n un opportuno piano termodinamico ed i risultati devono essere espressi in unità del Sistema Internazionale ). Esercizio 1. (7 punti) Il ciclo di un Diesel lento a 2 tempi ha un rapporto volumetrico di compressione pari a 18. L ’aria viene asp irata alla temperatura di 25 °C e alla pressione di 1 atm . La trasformazione adiabatica di compressione ha un ren dimento isoentropico dell ’80% cos i come l ’espansione. La temperatura massima del cicl o è di 1427 °C. Si determini:  il calore (specifico) da forni re al cic lo q c = ___________________________  il la voro specifico l = _______________________ Esercizio 2. (6 punti) Una pompa di calore riscalda una portata di 40 m 3/s d ’aria , a pressione atmosferica, dalla temperatu ra di 35 °C a 40 °C. Il calo re vien e preleva to da una portata d ’acqua di 25 kg/s che entra nello scambiatore alla temperatura di 15 ° C. La pompa di calore assorbe una potenza elettrica di 5 kW. Si deter mini il COP e si determini se la pomp a di calore è ide ale, r eale, impossibile. Esercizio 3. (8 pun ti) Del gas di combustione (biatomico M m = 30 kg/ kmol ) alla pressione di 30 bar e temperatura di 500 °C entra in un co ndott o orizzontale di diametro interno uniforme pari a 500 mm in cui fluisce alla velocità di 30 m/s. P ercorrendo il condotto si verif ica una perdita di carico di 0,8 bar e la temperatura scende di 2 °C. Il sistema non scambia lavoro con l ’esterno. Si dete rm ini:  la portata mass ica del gas ṁ = ___________________________  la velocità del gas al termin e del co ndotto w = ____________________ ___ _____  la potenza termica scambiata con l ’ambi ente Q̇ = ____________________________  l’entropia complessiva generata nell ’unità di tempo Ṡ = _______________________ ___ Esercizio 4. (9 punti) Il core di un reattor e nucleare è costituito da canali a sezio ne quadrata con lato di 30 mm. Alternativamente un cana le è costituito da combustibile mentre in un altro canal e fluisce CO 2 alla pressione di 30 bar ed alla velocità di 30 m/s. Il gas entr a nel reattore alla temperatura di 280 °C e deve esser e portato all a temperatura di 310 °C (in uscita ). Sapendo che nelle barr e di combusti bile si genera una potenza interna specifica di 4 W/ cm 3 si determini la lunghezza dei canali ed il salto termico gas -parete nel canale in cui fluisce CO2. Propri età termofisiche della CO 2: μ = 2.68 10 -5 kg/ms ; c p = 1080 J/kgK; k = 0.0 40 W/mK.