Affidabilità e Sicurezza 11

8/20/2019 Affidabilità e Sicurezza 11

1/9

Esercizi sulle sorgenti

1

P1 106:=

* Pa

T1 400:= * K

Cp 80.2:= *

Cv 71.9:= *

nCp

Cv:=

* n 1.115=

Mw 42:= *

Si suppongono le condizioni

esterne:P2 10

5:=* Pa

T2 298:= * K

valutazione delle condizioni dimoto:

Pc P12

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n

n 1−

⋅:= *

Pc 5.815 105×= Pa

d 0.02:= * m

A d 2 π

4

⋅:=*V1 0.082

T1 103

⋅

Mw P1⋅⋅:=

*G A n 2n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n 1+

n 1−⋅ P1

V1⋅:=

*A 3.142 10

4−×=m

2


2/9

V1 7.81 10 4−×= m

3

kg

G 7.1= è la portata di scarico richiestaKgs

2

d 0.02= m

Psat1 6.57:=*

atm calcolata a 285 K

Psat2 3.2:= * atm calcolata a 298 K

m2

A d 2 π

4⋅:=

*

m2

A 3.142 10 4−×=

T1 285:= * K P1 10 6:= * Paρ 0.188:= *Kg

m

3

T2 298:= * K P2 10 5:= * Pav1

ρ:=

*v 5.319=

u 2 v⋅ P1 P2−( )⋅:= *

m

su 3.094 103×=

λ 101.816:= *Teb 231:= * K calcolati alla Teb

Cp 0.329:= *

x 1 e

Cp T1 Teb−( )⋅[ ]−

λ −:=* x 0.16

=


3/9

3

md 0.02=

h 0.05:= * m

Apassaggio h 0.8⋅:= * Apassaggio 0.04= m2

Pbagnato 2 h 0.8+( )⋅:= *Pbagnato 1.7= m

Deq 4 ApassaggioPbagnato

⋅:= * Deq 0.094= m

4

P1 25 105

⋅:=* Pa T1 373

:=* K Mw 30

:=*

P2 105

:= * Pa T2 298:= * K

Psat 30:= * atm

Cp 38.34:= *J

gmol K ⋅

R 0.082:=

Cv Cp R −:= *

Cv 38.258=

nCp

Cv:=

* n 1.002=


4/9

Pc P12

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n

n 1−⋅:=

* Pc 1.515 106×= Pa

A Deq 2 π

4⋅:=

* m2

A 6.957 10 3−×= m2

V1 R T1 10

3⋅

Mw P1⋅⋅:=

*G A n

2

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n 1+

n 1−⋅

P1

V1⋅:=

*

V1 4.078 10 4−×= m

3

kg

G 330.653= Kg

s

5

Psat 2.44:= * atm

Pest P2 105:=

* Pa

P1 2.6 105

⋅:=* Pa

d 3 0.0254⋅:= * d 0.076= m

m2A d 2 π

4⋅:=

* A 4.56 10 3−×=

Cp 84.95:= *

R 8.314:= *J

gmol K ⋅

Cv Cp R −:= * Cv 76.636= J

gmol K ⋅

nCp

Cv:=

* n 1.108=


5/9

Mw 60:= *

Pc P12

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n

n 1−⋅:=

*

Pc 1.516 105×= Pa

T1 423:= * K

V1 R T1 10

3⋅

Mw P1⋅⋅:=

*G A n

2

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n 1+

n 1−⋅

P1

V1⋅:=

*

V1 0.225= G 3.086=m3

kg

Kg

s è la portata di scarico richiesta

6

d 3:= * m

si stima unalunghezza

L 15:= * m

si assume un grado di riempimento del serbatoio: ε 0.65:= *

Vtot 100:= * m3

volume occupato dal liquido Vl Vtot ε⋅:= * Vl 65= m3

volume occupato dal gas Vg Vtot 1 ε−( )⋅:= * Vg 35= m3

A 6.9379:= *B 861.34:= *T 50:= * °CC 246.33:= *

Psatcl2 10A

B

T C+−:=*


6/9

Psatcl2 1.075 104×= mmHg

PsatPsatcl2

760:=

* Psat 14.138= atm

Si sceglie pertanto una pressione di esercizio P0 15 10 5⋅:= * Pa

d 3= m

A d 2 π

4⋅:=

* A 7.069= m2

Cp 0.114:= *

R 8.314:= *

Cv 0.084:= *

nCp

Cv:=

* n 1.357=

Mw 70.9:= *

Si suppongono le condizioniesterne:

P3 105:=

* Pa

T0 323:= * K

Pc P02

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n

n 1−⋅:=

*

P3 105:=

* PaPc 8.034 105×= Pa


7/9

PaP1 2.6 10

5×=

V1 R T0 10

3⋅

Mw P1⋅⋅:=

* T0 323= K

Gci A n2

n 1+⎛ ⎝

⎞ ⎠

n 1+

n 1−⋅

P1

V1⋅:=

*

V1 0.146= m

3

kgGci 6.397 10

3×= Kg

s

ρ 3.2:= *kg

m3 N 4Φ

L

d ⋅:= Φ * μ 0.000125 10⋅:= *

μ 1.25 10 3−×=

v

Gci1

ρ⎛ ⎝

⎞ ⎠

⋅

A:=

*

v 282.799= m

s

Re d v⋅ ρ

μ⋅:=

*Re 2.172 10

6×=

Φ 0.005:= * l 100:= * m

N 4Φ l

d ⋅:=

*

N 0.667= P3

P00.067=

grafico dispense: si legge

G Gci 0.37⋅:= * G 2.367 10 3×= m3s


8/9

7

Qconv Gconv λ ⋅:= Gconv *Teb 103.9−:= * °Cλ Teb( ) 116.5:= *

cal

g

Mw 28:= *

x 1000:= * cm y 1000:= * cm

u 2:= *m

s

T 169:= * K

Psat 751.54:= * mmHg

P°Psat

76010

6⋅:=

* P° 9.889 105×=

secondo l'equazione proposta da Clancey, per vasche rettangolari, si ha:

Gconv 1.2 10 10−

⋅ MwP°

T⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

⋅ u0.78

⋅ x0.89

⋅ y⋅:= *

Qconv λ Teb( ) 4.184⋅ Gconv⋅:= *

Qconv 7.697 103×= W

8

Ts 273:= * K

Tb 169:= * K

λ s 0.052:= *

ρs 2300:= *

Cps 55.02:= *


9/9

S 100:= * m2

asλ s

ρs Cps⋅:=

* as 4.109 10 7−×= m

2

s

Qcond λ sTs Tb−

π as⋅ ti⋅⋅:= t *

dopo 800 s lo scambio di calore conduttivo si stabilizza ad un valore di 250 W/m^2 e poidecresce molto lentamente

il tempo significativo è stato assunto pari a 800 s

t 800:= *

Qcond λ sTs Tb−

π as⋅ t⋅⋅:=

* Qcond 168.283= W

m2

Qcond S⋅ 1.683 104×= W

9

Qirr 700:= *W

m2

Girr Qirr S

λ Teb( ) 4.184( )⋅

⋅:=*

Girr 143.609= gs

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