ES.1
13/7/2015
Una portata di vapore d'acqua alla pressione di 4 MPa e alla temperatura di 350°C viene surriscaldata isobaronicamente fino alla temperatura di 550°C, per poi essere inviata in una turbina adiabatico dove viene espansa fino alla pressione di 0.1 bar attraverso un processo 9-5. Calcolare la potenza termica fornita al fluido nel surriscaldamento, assumendo che la portata d'acqua sia pari a 8,28 kg/s. Calcolare il titolo di vapore all'uscita della turbina.
P1 = 4MPa P2=4000kPa
T1=350°C Texit (P1=4000 kPa)=250.33°C
S2=S3
P.TO 1
VAP. SURR.
T1=350°C
P1=4000kPa
dalle tabelle
h1*= 3095,1 kJ/kg
da 1->2 ISOBARA
P.TO 2
VAP. SURR.
T2=550°C
P2=4000kPa
h2*= 3558,6 kJ/kg
Q.1->2= ṁ (h2*-h1*) = 8.28 kg/s (3558,6 kJ/kg - 3095,1 kJ/kg) = 4,306 kW
ES.1 13/7/2015
Una portata di vapore d’acqua alla pressione di 4 MPa e alla temperatura di 350°C viene surriscaldata isobaricamente fino alla temperatura di 550°C, per poi essere inviata in una turbina adiabatica dove viene espansa fino alla pressione di 0,1 bar attraverso un processo 1-3. Calcolare la potenza termica fornita al fluido nel surriscaldamento, assumendo che la portata d’acqua sia pari a 9,28 kg/s. Calcolare il titolo di vapore all’uscita della turbina.
- P1P2 = 4000 kPa
- T1 = 350°C
- Tout (P1 = 4000 kPa) = 250,33°C
S2 = S3
P.TO 1 VAP. SURR.
T1 = 350°C
P1 = 4000 kPa → h1* = 3095,1 kJ/kg
P.TO 2 VAP. SURR.
T2 = 550°C
P2 = 4000 kPa → h2* = 3558,6 kJ/kg
Q̇1→2 = ṁ (h2* - h1*) = 9,28 kg/s (3558,6 kJ/kg - 3095,1 kJ/kg)
= 4,306 x W
2→3 espansione adiabatica + 9→5 isoentropica
P3 = 0,1 bar = 10 kPa
S2* = S3* (P=4000 kPa, T=550°C) = 7,7333 kJ/kgK => S3*
Verifico che no ancora vapore
SV* (P3=10 kPa) = 8,1514 kJ/kgK
Poichè
S3* < SV* (P3) allora P.to 3 sarà una miscela L+V
Ha senso quindi calcolare il titolo
X3 = ? Regola della leva
S3* = SL* (P3) + X3 (SV* (P3) - SL* (P3))
Prima calcolo
SL* (P3) = 0,6493 L
X3 = (S3* - SL* (P3)) / (SV* (P3) - SL* (P3)) = 0,1888
Es. 2
Un recipiente chiuso contiene 3 m3 di acqua liquida e 4 m3 di acqua sotto forma di vapore alla pressione di 10 bar. Calcolare il calore che si deve fornire mediante un processo isoclorovolumico per innalzare la pressione della miscela a 70 bar.
Q1-2 = ?
- Ia P, T
- ΔU1-2 = Q1-2 + W1-2
- Q1-2 = mUT (μ** - μ*)
VV1 = 4 m3
VL1 = 3 m3
P1 = 10 bar = 1000 kPa
mV1 = = 20.6 kg
mL1 = = 2655 kg
⇒ mT = mL1 + mV1 = 2675.6 kg
X1 = &nb
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