Fluidodinamica e Termodinamica
Salve, preparando per l'ennesima volta l'esame di Fisica ho provato a risolvere degli esercizi di appelli precedenti incontrando delle difficoltà, in particolare in questi due:
1)Una pompa spinge dell'acqua ad una velocità di 0,6 m/s attraverso un tubo orizzontale dal diametro di 4 cm con una pressione di 3 atm. Qual è la Potenza della Pompa?
Ho proceduto con il calcolo della Sezione, risultante 0,001256 m^2. quindi sapendo che la Pressione è uguale a P=F/S, ho calcolato F=S*p risultante 381 Newton. Arrivato qui non so come continuare, la definizione classica di Potenza è Lavoro compiuto in un intervallo di tempo, ma come posso calcolare il primo senza avere la lunghezza del tubo?
2)Una centrale elettrica ha una potenza d'uscita nominale di 800MegaWatt ed un rendimento globale del 33%
a)si calcoli il calore ceduto per unità di tempo all'acqua di raffreddamento della centrale
b)se la temperatura dell'acqua non deve aumentare più di 15 gradi Kelvin nel processo di raffreddamento, con quale portata l'acqua deve essere pompata attraverso la centrale?
Qui non so letteralmente da dove cominciare, come faccio a procedere se non so neanche a che temperatura viene fornita l'acqua dell'unità di raffreddamento?
1)Una pompa spinge dell'acqua ad una velocità di 0,6 m/s attraverso un tubo orizzontale dal diametro di 4 cm con una pressione di 3 atm. Qual è la Potenza della Pompa?
Ho proceduto con il calcolo della Sezione, risultante 0,001256 m^2. quindi sapendo che la Pressione è uguale a P=F/S, ho calcolato F=S*p risultante 381 Newton. Arrivato qui non so come continuare, la definizione classica di Potenza è Lavoro compiuto in un intervallo di tempo, ma come posso calcolare il primo senza avere la lunghezza del tubo?
2)Una centrale elettrica ha una potenza d'uscita nominale di 800MegaWatt ed un rendimento globale del 33%
a)si calcoli il calore ceduto per unità di tempo all'acqua di raffreddamento della centrale
b)se la temperatura dell'acqua non deve aumentare più di 15 gradi Kelvin nel processo di raffreddamento, con quale portata l'acqua deve essere pompata attraverso la centrale?
Qui non so letteralmente da dove cominciare, come faccio a procedere se non so neanche a che temperatura viene fornita l'acqua dell'unità di raffreddamento?
Risposte
Per la pompa, abbiamo gia' risposto diverse volte: cerca nel forum pompa o pompe e troverai diversi thread chiairifcatori.
Per la centrale, il testo e' un po' balordo. Il rendimento di una centrale e' dovuto al fatto che buona parte del calore, in un ciclo semplice, va via dalla turbina (i fumi sono caldi). E un parte va usata per raffreddare.
Quindi qui a braccio ammettiamo che l'energia immessa (il combustibile della turbina), sia' 800/0.33= 2400MW, la parte persa per raffreddamento sia tutta usata per il raffreddamento (cosa assolutamente non vera) e quindi la portata di calore da smaltire e circa 1600MW (2400-800).
Per la portata, basta sapere che $cQDeltaT=1600MW$ dove c e' il calore specifico dell'acqua, Q la portata richiesta e 1600 il calore da smaltire. Attento che c deve essere con le unita di misure corrette (J/kgK), non cal/kgK
Per la centrale, il testo e' un po' balordo. Il rendimento di una centrale e' dovuto al fatto che buona parte del calore, in un ciclo semplice, va via dalla turbina (i fumi sono caldi). E un parte va usata per raffreddare.
Quindi qui a braccio ammettiamo che l'energia immessa (il combustibile della turbina), sia' 800/0.33= 2400MW, la parte persa per raffreddamento sia tutta usata per il raffreddamento (cosa assolutamente non vera) e quindi la portata di calore da smaltire e circa 1600MW (2400-800).
Per la portata, basta sapere che $cQDeltaT=1600MW$ dove c e' il calore specifico dell'acqua, Q la portata richiesta e 1600 il calore da smaltire. Attento che c deve essere con le unita di misure corrette (J/kgK), non cal/kgK
Ma che sono esercizi di fisica questi...
"professorkappa":
Per la pompa, abbiamo gia' risposto diverse volte: cerca nel forum pompa o pompe e troverai diversi thread chiairifcatori.
Per la centrale, il testo e' un po' balordo. Il rendimento di una centrale e' dovuto al fatto che buona parte del calore, in un ciclo semplice, va via dalla turbina (i fumi sono caldi). E un parte va usata per raffreddare.
Quindi qui a braccio ammettiamo che l'energia immessa (il combustibile della turbina), sia' 800/0.33= 2400MW, la parte persa per raffreddamento sia tutta usata per il raffreddamento (cosa assolutamente non vera) e quindi la portata di calore da smaltire e circa 1600MW (2400-800).
Per la portata, basta sapere che $cQDeltaT=1600MW$ dove c e' il calore specifico dell'acqua, Q la portata richiesta e 1600 il calore da smaltire. Attento che c deve essere con le unita di misure corrette (J/kgK), non cal/kgK
Sì, prima di aprire il post avevo cercato un po' di esercizi sul primo caso, ma prevedevano sempre il salto e un tubo verticale, ho postato l'esercizio proprio perchè non riuscivo a trovare qualcosa che mi chiarisse le idee.
Per quanto riguarda il secondo esercizio credo di avere ancora qualche dubbio, la potenza nominale rappresenta l'energia non "sprecata"? Inoltre, per calore ceduto in unità di tempo, si intende in questo caso(dato che il un megawatt equivale a 10^6 j/s) la cifra di 1600000000 J/s ? La portata che ottengo è in kg/s? Ti ringrazio
Si sono 1,600,000,000 J/s e la portata e' in kg/sec se esprimi c in j/kgK
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