Termodinamica e trasmissione del calore parte II - Macchine termiche

Macchine termiche

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Generalità

Obiettivi: trasformare energia termica in energia meccanica e viceversa tramite macchine.

Macchine operatrici, macchine generatrici: operano in modo ciclico trasformazioni eseguite in un certo ordine.

Del modo ciclico, a seconda, meno: non operano, principio dell'equilibrio termodinamico dopo un po' si raggiunge e il funzionamento si interrompe.

Configurazione con 2 sorgenti termiche, semplice, più.

Classificazione

• Macchine motrici: dall'esterno scambiano quantità positive con lavoro, calore e compiono il ciclo diretto.
• Macchine operatrici: dall'esterno scambiano quantità negative con lavoro, calore e compiono il ciclo inverso.

Motori termici a gas

Campo applicativo: stazionari, produzione e propulsione energia elettrica.

Fluido gassoso: sono classificabili come motori a combustione esterna e interna.

A combustione esterna, il fluido riceve calore da una sorgente termica elevata, cade a T inferiore, calore porco e un altro ricambiato potrebbe essere non compimento di ciclo.

A ogni combustione interna è fornito calore da un processo di combustione del fluido; al termine ciclo deve essere scaricato ogni fluido all'esterno motore, è ciclo e ogni combustibile ricambiato, introducendo comburente.

Macchine di fluido

Rinnovamento: il fluido subisce diversi componenti, attraversa componenti e in ognuno trasformazione; sono sistemi aperti.

Componenti: una Joule, ciclo Brayton, due due uguali, 4 politropiche.

Macchine volumetriche

Alternative: il fluido e le trasformazioni avvengono all'interno dell'unico cilindro, del sistema pistone tipo componente chiuso.

Due due uguali: Otto benzina, 4 motori politropiche a; Diesel motori a gasolio, politropiche 4.

Cicli ideali di riferimento per motori termici

Ipotesi gas semplificative.

Fluido ideale: ideali miscela gas con proprietà indipendenti dalla temperatura, comburente del, di quella molto massa maggiore, e combustibile fluido del standard aria e proprietà secca.

Proprietà o termostati solo esterni, scambi di calore anche in caso di combustione interna.

Fluido di quantità costante, mai rinnovata, motore e è non trasformazioni tutte per tutte trasformazioni reversibili internamente.

Le sono nel, alle trascurate di lo macchine, caso volumetriche Alp.

Ciclo Brayton Joule

Per turbo la stazionaria di energia elettrica gas, produzione impianti, per la e per turbogetto propulsione, la ciclo ideale emula chiusa esterna combustione.

Scambiatore di camera cuore di combustione, compressore, turbina.

Eniacsoioai Modena esiste trasferisce di scarico IEEE a di innalzati, no convertito velocità, ma atteso o nella sua interezza.

I sistemi sono aperti. L'aria viene innalzare anche la, quindi è compressa p per adiabatici T; tutti i componenti sono perché il nella turbina è il, è combustione isobare di e gas processo il alimenta turbina.

La alternatore espanso un compressore e turbina, la in è tecnica esterno Wtc2 entri ripartita in prodotto potenza caldi.

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Trasformazioni del ciclo Brayton Joule ideale

Trasformazioni Joule Brayton, ciclo ideale.

95PT 32Pb cost Gb 32 cost pa n i4 4 vola e baci i 7 di trasferimento delle calore isobare avviene lungo di barometrico.

Rapporto di compressione: Pb Ps P2 rp pi pi pa.

Rendimento termico ideale: condizioni 1 o Ti di I_ I4 rp T2 nel delle Ti rapporti come estremo sono non Carnot i sono scambiati calori, ciclo perché di non lungo isolarne isobare lungo, ma Lt 19 1Gb 1901n Tu Ti Oiµ Cpga Gb Gb Gb Tu7pct19 Fal ti Ti Gb EET2Ppi Ta.

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Compressione espansione cost Tip Ipa Tip compri27i FI pTaps Type espanss 4 È7ÉTÉ pÈ fa Fa Ti due due Tel13 uguali Ta aa politropiche.

Ciclo reale

Ciclo reale: irreversibilità nei con di scambi energia meccanica lavoro.

Ad esempio con compressore Pb cost gb reversibile non 32 Eid_E cos e pazia gia idte te4id4gavt la esiste sa said s ts di termico T.

Scambio meccanico dovuto aumento a ma a non reali adiabatiche, espansione e compressione.

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Espansione

Espansione: tuit LtIP Tsp Lt TsTn Epe Lt la Lt ee e id la Tn l Ts Cpc Ep e143 la Tuiaepici 0e.

Rendimento isoentropico lt.eid.

Compressione

Compressione q.se Itt Ie Ta'd Ti è ideale.