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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
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
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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
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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
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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
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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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