Esercizi

miscele di aria e vapor d’acqua

Università degli Studi di Bologna Corso di Laurea in Ingegneria Edile

Sede di Ravenna

Termofisica ed acustica delle

costruzioni

FISICA TECNICA E IMPIANTI T - Ingegneria Edile

Prof. Luca Barbaresi - DIN

luca.barbaresi@unibo.it

ESERCIZIO n°1

Miscelazione adiabatica di correnti d’aria

Una portata di 60.5 kg/min di aria secca con 100% di U.R. che si

trova alla temperatura di 14°C, viene mescolata adiabaticamente

con una seconda portata di 22.5 kg/min a 32°C e 60% di U.R.

Supponendo che il processo di miscelazione avvenga alla pressione

di 101.325 kPa si determinino il titolo dell’aria, l’umidità relativa, la

temperatura di bulbo secco e la portata della miscela.

min835.225.60213

kgmmm aaa

Dal bilancio di massa dell’aria secca si ottiene:

Miscele Aria-Vapore

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Dal bilancio di massa dell’acqua si ottiene:

a

v

a

aa

kg

kg

m

mxmxx 0122.0

3

22113

Dal bilancio dell’energia si ottiene:

aa

aa

kg

kJ

m

mhmhh 1.50

3

22113

Dal diagramma psicrometrico, conoscendo lo stato della miscela

possiamo dedurre le altre proprietà:

akg

mvRUCT

3

33 844.0%89..19

ESERCIZIO n°1

Miscelazione adiabatica di correnti d’aria

Miscele Aria-Vapore

Luca Barbaresi Corso di Termofisica acustica delle costruzioni

1

2

3

ESERCIZIO n°1

Miscelazione adiabatica di correnti d’aria

Miscele Aria-Vapore

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Una portata d’aria di 0.286 kga/s alla pressione di 95 kPa (ptot) riceve

calore. Se l’aria in ingresso ha una temperatura di 15°C (t1) e grado

igrometrico pari a 0.3 (j1) e se all’uscita la temperatura dell’aria è

pari a 25°C (t2) si calcoli:

•la potenza termica Q ricevuta dalla miscela;

•il grado igrometrico della miscela all’uscita.

Calcoliamo il titolo dell’aria in ingresso, conoscendo la psat(t1):

a

v

sattot

sat

kg

kg

tpp

tpx 00337.0

)(

)(622.0

11

111

j

j

ESERCIZIO n°2

Riscaldamento semplice

Miscele Aria-Vapore

Luca Barbaresi Corso di Termofisica acustica delle costruzioni

ESERCIZIO n°2

Riscaldamento semplice

Miscele Aria-Vapore

Luca Barbaresi Corso di Termofisica acustica delle costruzioni

Scrivendo l’equazione del bilancio della massa d’aria, vapore ed

energia tra la sezione di ingresso e di uscita si ha:

2211

21

21

hmQhm

xx

mm

aa

aa

Calcoliamo ora l’entalpia della miscela:

akg

kJtxth 51.2325009.1 1111

akg

kJtxth 57.3325009.1 2222

ESERCIZIO n°2

Riscaldamento semplice

Miscele Aria-Vapore

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La potenza scambiata vale quindi:

kWhhmQ a 875.2121

Calcoliamo ora il grado igrometrico della miscela in uscita:

16.0

)622.0( 22

22

xtp

px

sat

totj

ESERCIZIO n°2

Riscaldamento semplice

Miscele Aria-Vapore

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ESERCIZIO n°2

Riscaldamento semplice

Miscele Aria-Vapore

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Si raffredda dell’aria che si trova alla temperatura di 40°C (t1) e

grado igrometrico pari a 0.5 (j1) fino alla temperatura di 15°C (t2).

Si calcoli:

•quanto vale la temperatura di rugiada (tr), quanti grammi di acqua

condensano per kg di aria secca raffreddata (Mc), quanto calore

deve essere sottratto durante il processo per kg di aria secca

(ptot=1atm).

Calcoliamo il titolo dell’aria in ingresso, conoscendo la psat(t1):

a

v

sattot

sat

kg

kg

tpp

tpx 024.0

)(

)(622.0

11

111

j

j

ESERCIZIO n°3

Raffreddamento con deumidificazione

Miscele Aria-Vapore

Luca Barbaresi Corso di Termofisica acustica delle costruzioni

ESERCIZIO n°3

Raffreddamento con deumidificazione

Miscele Aria-Vapore

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Calcoliamo dapprima la pressione di saturazione corrispondente

alla temperatura di rugiada:

kPa7.3622.0x

pxtp

1

tot1rsat

Calcoliamo la temperatura di rugiada:

C9.26235

pln6536.16

183.4030tt

sat

satr

Essendo la temperatura dell’aria in uscita inferiore alla

temperatura di rugiada, si avrà un raffreddamento con

deumidificazione dell’aria.

ESERCIZIO n°3

Raffreddamento con deumidificazione

Miscele Aria-Vapore

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Alla fine della trasformazione la miscela si troverà in condizioni di

saturazione e alla t2 ; il titolo dell’aria in uscita sarà:

a

v

sattot

sat

kg

kg

tpp

tpx 0106.0

)(

)(622.0

2

22

La massa d’acqua condensata si ottiene da:

a

v21c

kg

kg0134.0xxm

L’energia sottratta si ottiene da:

akg

kJhhq 581004212

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Raffreddamento con deumidificazione

Miscele Aria-Vapore

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Raffreddamento con deumidificazione

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Raffreddamento con deumidificazione

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