[Fisica Tecnica] Chiarimenti mescolamento non adiabatico

[elem89]

Salve a tutti. Mi sono imbattuta in un esercizio che mi ha fatto sorgere dei dubbi circa l'argomento dei sistemi aperti ed il mescolamento non adiabatico di portate. Il testo dell'esercizio in questione è :
In una caldaia arrivano due portate di acqua: una portata di 2.80 x 10-5 m3/s alla pressione di 3.13 bar ed alla temperatura di 20°C ed una portata di 40 m3/h alla pressione di 3.13 bar e con titolo 0.2. La caldaia fornisce una potenza
termica di 280 kW. Determinare la temperatura e la portata volumetrica della corrente uscente dalla caldaia, che risulta dal
mescolamento delle due correnti entranti, sapendo che all'uscita della caldaia la pressione è di 1.4 bar.

PER QUANTO RIGUARDA LA TEMPERATURA FINALE, SONO RIUSCITA A CALCOLARLA PER INTERPOLAZIONE DALLE TABELLE DELL'ACQUA ENTRANDO CON LA PRESSIONE DI 1,4 BAR. PER QUANTO RIGUARDA LA PORTATA, HO PROVATO AD IMPOSTARE UN'EQUAZIONE DI BILANCIO DI MASSA,MA NON SONO DI FRONTE AD UN VICOLO CIECO. MI SFUGGE PROPRIO COME SI POSSANO MESCOLARE LE DUE PORTATE. LA PRIMA PORTATA IN CHE FASE SI TROVA? DELLA SECONDA MI VIENE FORNITO IL TITOLO, QUINDI SO CHE è UNA MISCELA E CREDO DI ESSERE RIUSCITA A CALCOLARNE IL VOLUME SPECIFICO CHE HO USATO PER CALCOLARE LA PORTATA MASSICA. PER IL RESTO SONO IN DIFFICOLTà... Vi ringrazio per l'attenzione!

[gra.b88]

quello di cui stai parlando è un semplice miscelatore. quindi la portata MASSICA si conserva. applichiamo quindi il bilancio di prima legge $m_1* h_1 + m_2 * h_2 = m_3 * h_3$

ovviamente inizialmente non hai le portate massiche ma quelle volumetriche, quindi una volta identificate le fasi puoi andare a trovare il volume specifico.
per la prima portata, puoi ricavare facilmente dal diagramma T-p che si trova allo stato di vapore surriscaldato e vai quindi a trovare il volume specifico e l'entalpia nel diagramma di mollier.
per quanto riguarda la seconda portata, dandoti il titolo ti fa capire che si trova nella zona dei vapori saturi, quindi anche qui puoi calcolare il volume specifico e l'entalpia.

fatto questo dividi la portata volumetrica per il volume specifico e ti trovi la portata massica.
sapendo poi che dal bilancio di massa le portate in ingresso sono uguali a quelle in uscita; potrai calcolarti $h_3$
ora conoscendo entalpia e pressione dell'uscita del miscelatore, identifichi la fase e poi puoi calcolare tranquillamente la temperatura e il volume specifico.
moltiplicando il volume specifico per la portata massica ottieni la portata volumetrica

se hai bisogno contattami

[Riccardo Desimini]

"gra.b88":quello di cui stai parlando è un semplice miscelatore. quindi la portata MASSICA si conserva. applichiamo quindi il bilancio di prima legge $ m_1* h_1 + m_2 * h_2 = m_3 * h_3 $

Io aggiungerei nel bilancio anche il termine di potenza termica fornita dalla caldaia:
\[ \dot Q = \Delta \dot H \quad \rightarrow \quad \dot Q + \dot m_{\text{in}} \; h_{\text{in}} = \dot m_{\text{out}} \; h_{\text{out}} \quad \rightarrow \quad \dot Q + \dot m_{1, \text{in}} \; h_{1, \text{in}} + \dot m_{2, \text{in}} \; h_{2, \text{in}} = \dot m_{\text{out}} \; h_{\text{out}} \]

[elem89]

Grazie per aver risposto. Anche io avevo pensato di inserire la potenza termica nell'equazione di bilancio, del resto me lo dice anche il testo. Il mio problema è che non riesco a trovare il volume specifico e l'entalpia della prima portata, perchè i valori di temperatura e pressione sono troppo bassi per leggerli sul diagramma di mollier. E poi, un titolo pari a 0,2 per la seconda portata, non mi dice che sono in miscela satura di liquido e vapore??? Non riesco a venirne a capo.

[osvamelot]

acqua alla pressione di 3,13 bar e alla temperatura di 20°C, secondo me, é acqua sottoraffreddata e non surriscaldata.