Risposte alle domande di teoria di Macchine e sistemi energetici

4x 1) Si spieghino gli effetti dell'applicaz. del diffusore (draft tube) in una turbina idraulica areazione

Si spieghino gli effetti dell'applicaz. del diffusore (draft tube) in una turbina idraulica areazione, fornendo le relazioni necessarie per valutarne l'impatto e le implicazioni sul funzionamento della macchina (anche analiticamente).

L'applicaz. dell'equaz. dell'energia nella formulaz. meccanica tra la sez. di monte e quella TOT immersa "u" della turbina a reazione porta all'equaz. -¯: L = Tm \/w2//zl'u"A

A parità di altre condiz., la riduz. dell'en. cin. nella sez. comporta un aumento del lavoro prodotto. Ciò si può ottenere applicando un diffusore tra la flangia di scarico della macchina e la sez. di restituz. nel bacino di valle.

L'importanza del diffusore in una macchina areazione cresce al diminuire del salto motore disponibile. L'applicaz. del diffusore comporta la riduz. di pressione nella sez. di scarico con conseguente aumento del salto di pressione disponibile.

La riduz. della pressione alla flangia di scarico della macchina potrebbe essere così significativa da portare alcune sez. interne della macchina a valori di pressione inferiori alla tensione di vapore dell'acqua, dando così origine a fenomeni di cavitazione dannosi per la macchina. Si valuta quindi h_max.

/204C 20202 2) Si discutano sinteticamente le curve di funzionamento dei turbocompressori gas

Si discutano sinteticamente le curve di funzionamento dei turbocompressori gas evidenziandone e motivandone i limiti operativi.

Le curve di funzionamento dei turbocompressori vengono rappresentate in base rapporto al di compressione allo scarico e alla portata massica che li attraversa:

I limiti operativi sono definiti dalla linea di blocco sonico e dalla linea di pompaggio. caraŒeriStica p = con POLE macchina t,'neaimpianto Cun linea dksont•co blocco CK9/sl potuta msssca

La prima è dovuta al fatto che al diminuire di Beta in alcune sezioni della macchina si genera una pressione critica per cui il numero di Mach in quella sezione vale 1 e il flusso è sonico. In questo caso la portata rimane bloccata ad un valore non riesce più ad aumentare al diminuire di Beta.

La linea di pompaggio rappresenta invece il fenomeno che si ha al diminuire della portata. Ovvero se diminuisce la portata nella macchina fino a incontrare il ramo decrescente della curva si hanno punti di funzionamento instabili. La portata continua a diminuire fino ad andare nel verso opposto, con conseguenti aumenti di temperatura nella macchina.

Quindi la macchina trova un nuovo punto di funzionamento stabile a portata maggiore, che tuttavia è temporaneo poiché la portata richiesta è minore. Quindi si ha una variazione ciclica di portata, con aumenti di temperatura e danneggiamenti della macchina.

La linea di pompaggio è il limite si sviluppa questœ fenomeno.

n2.02 Si discutano le problematiche termiche connesse allo smaltimento della portata volumetrica

n2.02 portata dello smaltimento allo connesse termiche problematiche le discutano Si 2x 13) utilizzate. i vista di tipologie le e vapore a turbine di grandi di AP stadi negli volumetrica notevoli.

Lavoro di fluido delle espansioni hanno si elettrica en. di produz. per turbine la Nelle di stadi pressione. bassa e intermedia alta, parti: 3 in macchina suddividere la usa Si molto palettature delle realizzano si quindi ridotte molto sono volumetriche le portate AP _ \.Jm.4 ridotta: Q passaggio sezione di una avere tali da piccole W2 bpi volumetriche portate piccole ottenere Per macchina. lungo la costante tenerla meglio Vm è aumenteranno ed U pari a lavoro il anche diminuirà conseguenza Dm; di ridurre il possibile è pala: di sull'altezza inferiore limite un esiste tuttavia b, ridurre può alternativa si In stadi. gli dello cassa, e pala apice tra radiali giochi dei l'incidenza inferiori, Per valori 0,02. b/Dm Eta.

Pesantemente abbattendo rilevante % diventa secondari flussi dei limite strato "parzializzazione", della tecnica la usa si maggiori pala altezze di avere riuscire ad Per agli solo applicata è tecnica Tale macchina. della circonferenziale frazione una chiudendo quelle di cui (tra tecnica da tale introdotte perdite delle causa a azione; stadi ad Curtis stadio uno pari U, A gas. a turbine nelle mai applicata viene non essa "trafilamento"), =( I semplice azione ad stadio uno di quello 4 volte a entalpico pari salto un smaltisce portata stessa la avere di Ipotizzando D_azione/2. =D_curtis entalpico: salto pari A8*1Y2).

Ciò 2*b_azione. =b_curtis che deriva ne passaggio, di sez. stessa quindi la ax. e velocità e sono dove AP di stadi degli dimensionamento di termini in vantaggio un rappresenta delle all'ingresso spesso molto raggiunte temperature Le azione. ad stadi gli posizionati della volte e a (creep) viscoso scorrimento di temperatura della elevate più sono turbine della controllo il avere fondamentale Risulta materiale. del di fusione temperatura cooling "film" tramite fasi di AP, lo stadi primi dei palettatura della superficiale temperatura compressa. aria tramite freddo gas film di un di interposizione tramite raffreddamento il cioè

20LQ/ Si discutano le problematiche termiche connesse allo smaltimento della portata volumetrica

20LQ/ volumetrica portata dello smaltimento dello termiche problematiche le discutano Si 2x9 palettatura. della disegno sulle implicazioni e vapore a turbine di grandi di BP stadi di negli notevoli.

Lavoro di fluido delle espansioni hanno si elettrica en. di produz. la per turbine Nelle pressione. bassa e intermedia parti: alta, in tre macchina la suddividere usa si Pertanto sono volumetriche portate le quindi PB p e espande @uindi si fluido BP il di sez. Nella passaggio: di sez. grossa serve una alte; o smaltimcnto dello problcma il risolvere per multiflusso a macchine BP: di sez.

Metto due >> critico aspetto Un alte. molto voglio U che dato reazione a stadi prediligono si portata, di il mediante fronte far può si quale al radiale, l'equilibrio riguarda BP di negli stadi importante rotore del cavallo a introdurre non di vantaggio il ha che libero "vortice a" progetto cosiddetto traducono si termodinamiche consideraz. Le il raggio. lungo totale di entalpia disuniformità stessa. pala della l'apice e base tra la schiera della cavallo a espansioni diverse in eff apice-della-pala•stessa.

La variabilità del grado di reazione, e quindi dell'espansione diversa a cavallo delle singole schiere e il limite sull'altezza di pala (b/Dm < 0,25) risultano essere gli elementi negativi di tale metodologia.

(I problemi legati alle turbine di BP sono essenzialmente questi:

• Negli ultimi stadi soprattutto ho pressioni molto basse e di conseguenza dato che la portata massica deve mantenersi costante, a pari diametro medio, l'altezza di pala dovrà necessariamente aumentare (rispettando il vincolo di b/D m.).
• Aumentando l'altezza di pala diventa non trascurabile la variazione della velocità tangenziale U lungo b, di conseguenza avrò una variazione dei triangoli di velocità progressiva dall'Hub al Tip della pala, con conseguente aumento del grado di reazione, questo comporta un necessario svergolamento della pala.

/ SQ+± 20,14felJo discuta il legame tra rendimento adiabatico e rendimento politropico

/ SQ+± 20,14felJo discuta il legame tra rendimento adiabatico (isentropico) e rendimento politropico nelle trasformazioni di compressione di gas e si mettano a confronto.

Il rendimento è definito come il rapporto tra l'effetto utile ed il lavoro svolto dalla macchina. Nel caso di rendim