Turbomacchine e macchine volumetriche

TURBOMACCHINE

Sono le componenti dei sistemi di conversione energetica: trasforma energia primaria in energia estraibile (meccanica) attraverso l’azione di un fluido di lavoro.

• Risorse → Non rinnovabili
• Rinnovabili

MACCHINE A FLUIDO → Utilizzano un fluido vettore

1. Per la cede per trasformazione e scambio termico
2. Termodinamica: tramite l'azione e l’energia

Si crea momento torcente sull’albero

IMPIANTI TERMICI DI POTENZA

Energia chimica → calore → lavoro/ meccanico

La turbomacchina scambia potenza, non calore e si rappresenta il lavoro, sfrutto A R per creare A K

TURBOGAS

RANKINE (VAPORE)

Il processo che avvengono nei sistemi energetici sono descritti in riferimento a cicli termodinamici (iniziano e finiscono nello stesso punto)

₁ TURBOMACCHINE

Sono le componenti dei sistemi di conversione energetica → Trasforma energia primaria in energia estraibile (meccanica) attraverso l'azione di un fluido di lavoro

• Risorse → Non rinnovabili
• Rinnovabili

Impianti → Turbogas, Turbine Eolici

MACCHINE A FLUIDO

• Utilizzano un fluido vettore
• η, ϑ_th (Convertitori o scambiatori termici)

Si crea momento torcente sull'albero

IMPIANTI TERMICI DI POTENZA

Energia chimica → calore → lavoro meccanico

W^t = Q₁ - Q₂ Carico (entrante)    scambiatore (uscente) η = W / Q₁   [ J/kg ] rendimento

La turbomacchina scambia potenza, no calore e se R rappresenta il lavoro, sfrutta ΔR per generare

TURBOGAS

JOULE BRAYTON

RANKINE ( VAPORE )

Turbine a vapore sono assiali, lavorano con grandi ΔS ( “densità” ) perché il fluido è liquido → la compressione si fa con una pompa

F_c = m ω² R / 2

• operatrice → lavoro entra
• motrici → lavoro esce

I processi che avvengono nei sistemi energetici sono descritti in riferimento ai cicli Termodinamici ( iniziano e finiscono nello stesso punto )

CLASSIFICAZIONE MACCHINE A FLUIDO

• Motrici: Riceve potenza dal fluido
• Operatrici: Cede potenza al fluido

Noti degli organi interni: Alternative

Tipo di fluido elaborato: Idrauliche: Fluido incomprimibile

Numeri fondamentali

• Reynolds: Re = _Inerzia / _Viscosità
• Mach: M_a = v / c

TURBOMACCHINE

Dispositivi in cui l'energia viene trasferita dall'azione dinamica di una o più schiere di pale in movimento ad un fluido.

• Flussi misti: Può aumentare molto la P
• Radiali: Piccoli, a bassa velocità per il deflusso
• Assiali: Grandi rotori di fluidi

TURBINE

• Idrauliche
• Francis
• Kaplan

Compressore ^TP

Camera di combustione: Trasforma energia chimica del combustibile in energia termica

Teoria Generale delle Turbomacchine di Ux

Flusso tridimensionale

• S₁ Piano OLAZO TO OLADE
• S₂ Piano Meridiano
• S₃ Piano Ortogonale

La velocità ha 3 componenti non nulle

Piano OLAZO TO OLADE

C permette di analizzare la direzione del flusso

• Deflessione: Δβ fra ingresso e uscita
• Deviazione: ΔD fra invista (collicalel) e invista
• Concavo: Palta, linee distanti, rallenta →vicecv Felentinjutà
• Convesso: Planra, linee dinne, accelera (teradodod)

V: vel assoluta

V_r: vel relativa

W: vel nel punto in analisi

TURBINA

Triangoli di velocità Blade to Blade

C_θ: componente circonferenziale creata dallo statore, noncca d_ym

C_m: componente viosg fa mancenr il fleuido da ingresso a uscita e

olescorr il fleurdo

responsabile della portata

COMPRESSORE

C_ms = C_y + C_x

C_s = W_s

W_u: Δθ = 27M

α0₉₀

C =