Fisica Tecnica 2 - Prima prova in itinere
Prova di esame del 19.02.2008
Termodinamica
Domande teoriche:
1. Ricavare l’equazione di Clapeyron o del calore specifico isotermo di dilatazione
dimostrando le equazioni di Maxwell necessarie.
2. Ciclo Diesel e ciclo a combustione mista: descrivere i due motori a combustione interna,
disegnare i cicli sui piani p-V, T-s e h-s e confrontare i due rendimenti a parità di rapporto
di compressione volumetrico e a parità di temperatura massima raggiunta dal ciclo.
Esercizi numerici:
3. Un ciclo Hirn viene usato per produrre lavoro e calore. Sapendo che:
- la pressione di condensazione è pari a 0.3 bar;
- la portata di carbone che viene bruciata è pari a 10 kg/s (potere calorifico del carbone
35MJ/kg);
- la potenza termica recuperata dal condensatore per usi cogenerativi è pari a 220 MW con
un rendimento dello scambiatore pari a 0.9;
- il titolo a fine espansione è pari a 0.90;
- il rendimento isoentropico della turbina è 1;
- il rendimento isoentropico della pompa è 1;
determinare:
- la portata di vapore che evolve nell’impianto;
- la pressione superiore del ciclo;
- gli stati termodinamici del ciclo;
- la potenza meccanica prodotta.
Tracciare il ciclo sul diagramma h-s allegato.
4. Un ciclo Linde aspira una portata di aria di 10 kg/s a 20°C e 1 bar. L’impianto è
composto da una serie di 4 compressioni adiabatiche interrefrigerate dalla pressione di 1 bar
fino alla pressione di 100 bar con uguale rapporto di compressione; alla fine delle
compressioni l’aria viene raffreddata fino alla temperatura di 140 K e poi viene introdotta
in una valvola di laminazione e fatta espandere fino alla pressione di 1 bar. Determinare la
portata di aria liquida prodotta e la potenza elettrica da fornire ai compressori. Tracciare il
ciclo sul diagramma T-s dell’aria allegato.
