FMO 3

Si consideri il funzionamento di un ugello ideale, semplicemente convergente, progettato per operare tra un serbatoio a monte (contenente aria a p0° e T0°) e uno a valle (contenente aria a p2). Si provveda dunque a dotare tale condotto di un successivo tratto divergente, in modo da realizzare un condotto De-Laval (pd/p0° = 0.9, pa/p0° = 0.1), e facendolo operare tra gli stessi ambienti di monte e valle. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

• la pressione nella sezione d’uscita dei due ugelli non può mai essere la stessa, qualsiasi sia il valore del rapporto p2/p0°

• solo l’ugello semplicemente convergente espanderà il fluido isoentropicamente, qualsiasi sia il valore del rapporto p2/p0°

• 
• esiste un valore del rapporto di espansione (p2/p0°) per cui entrambi gli ugelli possono lavorare in condizioni di progetto

Si consideri il funzionamento di un ugello De-Laval, posto tra un serbatoio a monte (contenente aria a p0° e T0°) e uno a valle (contenente aria a p2). Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

• 
• l'espansione del gas nell'ugello è sempre isoentropica, se si considera un ugello adiabatico ideale con lw=0

• 
• nessuna delle precedenti affermazioni è corretta

A valle di un urto retto nel tratto divergente di un ugello De-Laval (che espande aria):

• la pressione totale del gas è maggiore di quella a monte dell'urto

• la temperatura totale del gas è maggiore di quella a monte dell'urto

• la pressione statica del gas è minore di quella a monte dell'urto

• nessuna delle precedenti affermazioni è corretta

Si consideri il funzionamento di un ugello De-Laval, alimentato da un serbatoio contenente aria nelle condizioni p0° e T0°. Sapendo che nella sezione ristretta si raggiunge il blocco sonico, quale delle seguenti affermazioni è corretta?

• nella sezione di uscita si avranno necessariamente condizioni supersoniche

• nella sezione di uscita si avranno necessariamente condizioni subsoniche

• diminuendo la pressione di alimentazione nel serbatoio la portata smaltita dall’ugello non cambierà, a causa del blocco sonico nella sezione ristretta

• nessuna delle precedenti affermazioni è corretta

Si consideri l'espansione di una stessa portata d'aria, dalle condizioni p0° e T0° di monte, attraverso un ugello reale e uno ideale. La presenza dell'attrito con le pareti, nell’ugello reale:

• diminuisce l'entalpia del fluido, rispetto alla corrispondente espansione isoentropica nell’ugello ideale

• non ha alcun effetto sull'entalpia del fluido, rispetto alla corrispondente espansione isoentropica nell’ugello ideale

• aumenta l'entalpia del fluido, rispetto alla corrispondente espansione isoentropica nell’ugello ideale

• può sia diminuire che aumentare l’entalpia del fluido (a seconda del valore della pressione dell’ambiente di valle), rispetto alla corrispondente espansione isoentropica nell’ugello ideale

Si consideri l'espansione stazionaria e isoentropica di una portata d'aria attraverso un ugello semplicemente convergente, dalle condizioni di monte p0° e T0°. In queste condizioni, l'ugello è critico e la portata in massa che l'attraversa è 𝒎𝟎. Se la temperatura totale di monte viene aumentata fino a 1.44∙T0°, a parità di pressione totale di monte (e pressione dell'ambiente di valle), allora la portata in massa attraverso l'ugello:

• aumenterà del 20%

• si ridurrà del 16.7%

• rimarrà immutata e pari al valore 𝑚punto0 (perché l'ugello rimarrà critico)

• si ridurrà del 20%

Si consideri l'evoluzione di una portata di vapore 𝒎punto = 0.1 kg/s attraverso un condotto convergente, con attrito sulle pareti trascurabile e scambio termico verso l'esterno pari a 5 kW. Le entalpie del vapore in ingresso ed uscita sono rispettivamente 2500 kJ/kg e 2350 kJ/kg. Assumendo la velocità del vapore in ingresso trascurabile, quale sarà la sua velocità di efflusso?

• 633 m/s

• 447 m/s

• 539 m/s

• nessuna delle risposte precedenti è corretta