FMO 4

Una portata d'aria attraversa un condotto a sezione costante, per cui l'attrito può essere ipotizzato trascurabile. In corrispondenza della sezione di ingresso la velocità è pari a 300 m/s e la temperatura totale è 100°C. Cosa si può concludere sulla potenza termica scambiata (𝒒punto) attraverso le pareti del condotto, se il numero di Mach nella sezione di uscita è 0.3?

• 𝒒punto> 0 (dall'esterno verso il fluido)

• 𝑞punto= 0 (evoluzione adiabatica)

• 𝑞punto < 0 (dal fluido verso l'esterno)

• non è possibile concludere nulla con i soli dati forniti

Si consideri una portata d'aria che attraversa un condotto a sezione costante, adiabatico, per cui non è possibile trascurare l'effetto dell'attrito con le pareti. Considerando le variazioni di pressione totale, entropia, pressione statica e numero di Mach tra l'ingresso e l'uscita del condotto, quale delle seguenti affermazioni è corretta:

• la pressione totale diminuisce sempre, l'entropia aumenta sempre, la pressione statica diminuisce se il moto è supersonico, il numero di Mach diminuisce se il moto è subsonico

• la pressione totale diminuisce solo se il moto è supersonico, l'entropia aumenta solo se si verifica un urto retto, la pressione statica diminuisce se il moto è subsonico, il numero di Mach diminuisce se il moto è subsonico

• la pressione totale diminuisce sempre, l'entropia aumenta sempre, la pressione statica diminuisce se il moto è subsonico, il numero di Mach diminuisce se il moto è supersonico

• la pressione totale diminuisce sempre, l'entropia aumenta sempre, la pressione statica diminuisce se il moto è supersonico, il numero di Mach diminuisce se il moto è supersonico

Si consideri una portata d'aria (subsonica) attraverso un condotto a sezione costante, con coefficiente d'attrito trascurabile. Aumentando la potenza termica fornita al fluido (riscaldamento) da zero ad un valore tale per cui Ma = 1 viene raggiunto nella sezione d'uscita, quale delle seguenti affermazioni è vera?

• la pressione statica nella sezione d'uscita prima aumenta, per poi diminuire

• la temperatura statica nella sezione d'uscita prima aumenta, per poi diminuire

• la pressione statica nella sezione d'uscita aumenta in maniera monotona

• la temperatura statica nella sezione d'uscita aumenta in maniera monotona

Si consideri una portata d'aria (R = 287 J=kg K; cp = 1004.5 J/kg K) che attraversa un condotto a sezione costante (d = 15 cm), adiabatico, per cui non è possibile trascurare l'effetto dell'attrito con le pareti (f = 0.005). All'ingresso del condotto si misura la pressione statica p1 = 4 bar, la temperatura statica T1 = 300 K e si conosce il numero di Mach (Ma1 = 0.5). La lunghezza del condotto è tale per cui si raggiungono le condizioni soniche nella sezione d'uscita (senza variazioni di portata). Quanto vale, in particolare, la temperatura statica nella sezione d'uscita (T2)?

• 250.0 K

• 262.5 K

• 300.0 K

• 281.1 K

Un serbatoio, contenete aria (R = 287 J=kg K; cp = 1004.5 J/kg K) a pressione totale p0° = 29.65 bar e temperatura T0° = 400 K, alimenta un ugello De Laval a cui si connette un condotto a sezione costante (A = 4.909 cm2), adiabatico, per cui non è possibile trascurare l'effetto dell'attrito con le pareti (f = 0.005). Nella sezione d'uscita dell'ugello la pressione statica è pari a quella di adattamento (p1 = 0.807 bar) e il numero di Mach è Ma1 = 3. Si sa che in una sezione intermedia del tubo a sezione costante, si verifica un urto retto che riporta le condizioni di moto in regime subsonico. Quanto vale la portata che attraversa il sistema?

• 0.694 kg/s

• 1.23 kg/s

• 0.208 kg/s

• 1.95 kg/s