Principi di Ingegne ria ica Anno Accademico 2011 2 012 ome...
Transcript of Principi di Ingegne ria ica Anno Accademico 2011 2 012 ome...
Istr
Pr
raf
di
di
Da
Pr
e s
po
dis
un
con
Il
dif
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de
Sug
Da
ruzioni: co
Cogn
oblema1.N
ffreddament
prilling.Una
prillingina
1. Calcola
2. Calcola
goccia
3. Se la
model
lasolid
ati. 4.2
oblema2.U
sono tutti p
orosi sono e
sponibileall
na soluzion
ncentrazion
composto A
ffusività .
ncentrazion
ll’agitazione
1. Calcola
2. Calcola
1e3;
3. Propor
Dopou
uggerimento
ati.
102m∙s
mpilare innanz
nome
Nelprocesso
todovutoal
asferadidi
ariaallatemp
areildiame
areilcoeffic
aperconvez
goccia è in
llopercalco
dificazioneè
m∙s1,
nserbatoio
pieni di sol
entrambi di
loscambio
ne acquos
nenota ,
A è capace
. Tra la c
nediAnels
e,intuttiico
areilcoeffic
areilvalore
rreunmod
untempo ∗
o:osservare
2m3,
1, ∗ 10m
PrinAnn
zitutto con i pro
Prov
odiprilling,
llalorocadu
ametro ,c
peratura
etrodellago
cienteditra
ioneforzata
nizialmente
lareiltitolo
ècompleta.
1100kg∙m
èdivisoint
luzioni acqu
spessore
è . Inizial
a di un
mentrenell
di diffonde
concentrazio
ettoporoso
ompartiilco
cientegloba
einizialedel
delloperde∗,qualesarà
cheicompa
1.5m3,
min.
ncipidiInoAccad
opri dati la parte
vascritt
Nome
g,piccolegoc
utainariafr
conunadens
,viaggiando
ccia,
asportodic
a,
completam
odisostanza
3, 80°C
trecompart
uose ben a
e l’area im
lmenteneic
composto
oscomparto
ere nei sett
one di A
o nelsolido
oefficiented
lediscambi
llaportatad
scrivere l’ev
ladifferenz
arti1e3son
10cm,
Ingegnedemico
e alta di questo
ta–26g
M
ccesferiche
redda.Leap
sità ealla
oallasuavel
caloretral’a
ente fusa, e
asolidainfu
C, 20°C
tidadueset
gitate. I du
mmersa e
comparti1
chimico
o2c’èacqu
ti porosi co
nel liquido
o ,sussistel
discambiod
iodimateria
dimateriaco
voluzioned
zadiconcen
nouguali u
2m2,
eriaChim2011‐2
o foglio; per le r
giugno2
atricola
disostanze
pparecchiatu
asuatempe
locitàtermi
ariaelagoc
e la entalpi
unzionedelt
C,Δ 1
ttiporosi.It
ue setti
quindi
e3c’è
A, a
apura.
on una
o e la
arelazione
dimateriape
a, ;
omplessiva
della concen
ntrazionetra
ugualvolume
3.4moli/L,
mica012
risposte utilizza
2012
fusevengo
ureperilpri
raturadifus
nale, .
ciaelaport
ia di fusion
tempoecalc
100kJ∙kg3.
trecompart
diequilibrio
erconvezion
chearrivaa
trazionene
ailcomparto
eeugualeco
104m2
1
are solo questo
Firma
onosolidifica
illingsonon
sione ,cad
tatadicalor
ne è Δ
colaredopo
tihannovolu
o
neè .
alcomparto
ei tre compa
o1eilcomp
oncentrazio
2∙s1, 3,
2
foglio.
a
atemediant
notecometo
deinunato
rechelascia
, proporre
oquantotem
umi , e
.Pereffe
2daicompa
artinel tem
parto2?
onediA .
,
3
teil
orri
orre
ala
un
mpo
,
etto
arti
mpo.
vinf 4.2m
s ρs 1100
kg
m3
TS 80 °C TA 20 °C ΔHmelt 100kJ
kg Tf
TS TA
250 °C
f NRe if NRe 0.124
NRe if NRe 6000
24
NRe0.5407
2
if NRe 105
0.44 0.2
C4
3
g μA Tf
ρA Tf vinf3
ρs ρA Tf
ρA Tf
3.139 103
f1 NRe C NRe x 2 1.99 6
0.01 1 100 1 104 1 10
60.1
10
1 103
1 105
1 107
f 10x
f1 10x
10x
NRe 100 Given f1 NRe f NRe =
NRe Minerr NRe 235.572
f NRe 0.739
DNRe μA Tf
vinf ρA Tf 0.998 mm D 1 mm
Correlazione 13.3-1 p.417 vecchia edizione NNu 2 0.6 NRe
0.5 NPr.A Tf 0.33
10.222 hkA Tf NNu
D283.674
W
m2
K
q h TS TA 1.702 104
W
m2
Q π D2
q 0.053 W
x.S = titolo del solido (frazione di sostanza solida)
txS t( ) mtot ΔHmelt d
dmtot ΔHmelt
txS t( )d
d
= Q= π D2
h TS TA = xS t 0=( ) 0=
massπ D
3
6ρs 5.76 10
7 kg
mass ΔHmelt
Q1.077 s
V1 2 m3
V2 1.5 m3
sp 10 cm S 2 m2
CA0 3.4mol
L D 10
4 m2
s KP 3 kc 10
2 m
s t° 10 min
1
KC ΔCliq
1
kc ΔCliq
1
D
spΔCsol
1
kc ΔCliq=
1
kc ΔCliq
1
D
spKP ΔCliq
1
kc ΔCliq=
KC1
kc
1
KPD
sp
1
kc
11.875 10
3
m
s
NA0.12 KC CA0 0 6.375mol
m2
s NA0.32 NA0.12
WA0 S NA0.12 NA0.32 25.5mol
s
Bilancio di materia sul comparto 1 (e sul comparto 3) Bilancio di materia sul comparto 2(A) (B)
V1 tCA1 t( )d
d S KC CA1 t( ) CA2 t( ) = V2 t
CA2 t( )d
d 2 S KC CA1 t( ) CA2 t( ) =
CA1 0( ) CA0= CA2 0( ) 0=
Sottraendo (B) da (A)
tCA1 t( ) CA2 t( ) d
dS KC
1
V1
2
V2
CA1 t( ) CA2 t( ) =
ponendo τ S KC1
V1
2
V2
1145.455 s e δA t( ) CA1 t( ) CA2 t( ) =
si hatδA t( )d
d
1
τ δA t( )= δA 0( ) CA1 0( ) CA2 0( ) = δA0= CA0= δA0 CA0
integrando δA t( ) δA0 expt
τ
e in particolare δA t°( ) 0.055mol
L
CA1 t( ) CA0
S KC
V1τ δA0 e
t
τ
1
CA2 t( )
2 S KC
V2τ δA0 e
t
τ
1
t 0 s 1 s 3600 s
0 20 40 600
1
2
3
4
δA t°( )
mol L1
CA1 t( )
mol L1
CA2 t( )
mol L1
δA t( )
mol L1
t°
min
t
min