Paniere Progettazione di sistemi energetici

Set domande progettazione dei sistemi energetici

Ingegneria industriale (D.M. 270/04)

Docente: Cioccolanti Luca

Generato il 16/01/2023 13:20:14

N° Domande Aperte 107

N° Domande Chiuse 272

Indice

Indice lezioni

• Lezione 002 ............................................................................................................................. p. 4
• Lezione 003 ............................................................................................................................. p. 5
• Lezione 004 ............................................................................................................................. p. 6
• Lezione 005 ............................................................................................................................. p. 7
• Lezione 006 ............................................................................................................................. p. 8
• Lezione 007 ............................................................................................................................. p. 9
• Lezione 008 ............................................................................................................................. p. 10
• Lezione 009 ............................................................................................................................. p. 11
• Lezione 010 ............................................................................................................................. p. 13
• Lezione 011 ............................................................................................................................. p. 14
• Lezione 012 ............................................................................................................................. p. 16
• Lezione 013 ............................................................................................................................. p. 18
• Lezione 014 ............................................................................................................................. p. 19
• Lezione 015 ............................................................................................................................. p. 20
• Lezione 016 ............................................................................................................................. p. 21
• Lezione 017 ............................................................................................................................. p. 22
• Lezione 018 ............................................................................................................................. p. 23
• Lezione 019 ............................................................................................................................. p. 24
• Lezione 020 ............................................................................................................................. p. 26
• Lezione 021 ............................................................................................................................. p. 27
• Lezione 022 ............................................................................................................................. p. 29
• Lezione 023 ............................................................................................................................. p. 30
• Lezione 024 ............................................................................................................................. p. 31
• Lezione 025 ............................................................................................................................. p. 33
• Lezione 026 ............................................................................................................................. p. 36
• Lezione 027 ............................................................................................................................. p. 37
• Lezione 028 ............................................................................................................................. p. 38
• Lezione 029 ............................................................................................................................. p. 41
• Lezione 030 ............................................................................................................................. p. 42
• Lezione 031 ............................................................................................................................. p. 43
• Lezione 032 ............................................................................................................................. p. 44
• Lezione 033 ............................................................................................................................. p. 46
• Lezione 034 ............................................................................................................................. p. 48
• Lezione 035 ............................................................................................................................. p. 49
• Lezione 036 ............................................................................................................................. p. 50
• Lezione 037 ............................................................................................................................. p. 51
• Lezione 039 ............................................................................................................................... p. 52
• Lezione 040 ............................................................................................................................. p. 53
• Lezione 041 ............................................................................................................................. p. 55
• Lezione 043 ............................................................................................................................. p. 56
• Lezione 044 ............................................................................................................................. p. 57
• Lezione 045 ............................................................................................................................. p. 58
• Lezione 046 ............................................................................................................................. p. 59
• Lezione 047 ............................................................................................................................. p. 60
• Lezione 048 ............................................................................................................................. p. 61
• Lezione 049 ............................................................................................................................. p. 62
• Lezione 054 ............................................................................................................................. p. 63
• Lezione 055 ............................................................................................................................. p. 64
• Lezione 056 ............................................................................................................................. p. 66
• Lezione 057 ............................................................................................................................. p. 67
• Lezione 058 ............................................................................................................................. p. 68
• Lezione 059 ............................................................................................................................. p. 69
• Lezione 060 ............................................................................................................................. p. 70
• Lezione 061 ............................................................................................................................. p. 71
• Lezione 063 ............................................................................................................................. p. 72
• Lezione 064 ............................................................................................................................. p. 73
• Lezione 068 ............................................................................................................................. p. 75
• Lezione 072 ............................................................................................................................. p. 76

Lezione 002

01. Il rendimento isoentropico di una trasformazione di compressione

• Nessuna di queste
• Valuta la compressione indipendentemente da ciò che l'ha preceduta
• È un indice della qualità della trasformazione
• È il rapporto tra il lavoro reale e il lavoro ideale

02. Nel caso di sistema aperto, flusso stazionario e macchina adiabatica, l'equazione generale dell'energia in forma termodinamica:

• •ΔT, ΔT
• Si riduce a L=c dove L è il lavoro scambiato con l'esterno, cv il calore specifico a volume costante e la variazione di temperatura
• Si riduce a dL=dh, dove L è il lavoro scambiato con l'esterno e h è l'entalpia
• dL+dQ=du, dove L e Q sono il lavoro e il calore scambiati con l'esterno e u l'energia interna
• •(Tè pari a L=c -T ) per una trasformazione di compressione, con L positivo
• p 1 2

03. Il rendimento isoentropico di una trasformazione di compressione:

• Valuta la compressione indipendentemente da ciò che l'ha preceduta
• È il rapporto tra il lavoro ideale e il lavoro reale
• Nessuna di queste
• È un indice della qualità della trasformazione

04. Il rendimento politropico di una trasformazione di espansione:

• È pari al rapporto tra il lavoro reale e quello ideale
• Nessuna di queste
• Valuta i singoli stadi di espansione in base a ciò che li ha preceduti
• Dipende dal rapporto di espansione

05. Il rendimento politropico di una trasformazione di compressione

• È sempre inferiore all'isentropico
• Dipende dalla qualità della trasformazione attraverso gli indici k ed n della politropica
• Dipende dal rapporto di compressione
• È pari al rapporto tra il lavoro reale e quello ideale

Lezione 003

01. Il potere calorifico di un combustibile

• È la quantità di calore che deve essere sottratta ai prodotti di combustione per riportarli alla temperatura dei reagenti prima della combustione
• È la quantità di calore necessaria per innalzare, o diminuire, la temperatura di un'unità di massa di combustibile di 1 K
• È uguale al minimo potere calorifico, superiore o inferiore, dei suoi componenti
• Nessuna di queste

02. L'eccesso di aria fornito in un processo di combustione

• Consente di ridurre le perdite al camino
• È indispensabile per ovviare alle inevitabili dissimmetrie nella distribuzione dell'aria al bruciatore ed evitare incombusti
• Non dipende dal tipo di combustibile impiegato
• È pari al 23%

03. L'eccesso d'aria in un processo di combustione

• Varia tra il 10-30% per i combustibili gassosi
• Varia tra il 40-80% per combustibili solidi
• È maggiore nel caso dei combustibili gassosi rispetto a quelli solidi per consentire l'intima miscelazione dei gas
• Varia tra il 5-15% per combustibili solidi

Lezione 004

01. Nel caso di ciclo Brayton ideale chiuso

• Le trasformazioni di compressione ed espansione sono adiabatiche e reversibili
• Le trasformazioni di scambio di calore con l'esterno sono adiabatiche
• Le trasformazioni di scambio di calore con l'esterno sono isocore
• Le trasformazioni di compressione ed espansione sono adiabatiche

02. Nel caso di ciclo Brayton ideale chiuso

• All'aumentare della temperatura di fine compressione diminuisce la temperatura media di introduzione del calore
• Il rendimento dipende dalla temperatura massima di ciclo
• Il rendimento dipende unicamente dall'innalzamento di temperatura isentropico fornito dal compressore
• Il rendimento non dipende dal calore specifico del gas

03. Nel caso di ciclo Brayton ideale chiuso il lavoro utile

• Dipende unicamente dal rapporto di compressione e dalle caratteristiche del fluido
• È nullo per rapporti di compressione uguali ad 1

04. Il ciclo di riferimento ideale delle turbine a gas

• Nessuna di queste
• Presenta una trasformazione di riscaldamento a pressione costante
• È costituito, tra le altre, da una trasformazione di espansione isoterma
• È il cosiddetto ciclo di Hirn

05. Quali sono le ipotesi adottate relativamente alle trasformazioni e al fluido di lavoro nello studio del ciclo Brayton chiuso ideale?

06. Scrivere e commentare l'espressione del rendimento di un ciclo Brayton chiuso ideale

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Docente: Cioccolanti Luca

Lezione 005

01. Nel caso di ciclo di Brayton reale aperto

• La perdita principale è legata all'assorbimento di potenza da parte dei principali organi ausiliari
• Le trasformazioni di compressione ed espansione sono considerate adiabatiche ma non reversibili
• Si hanno perdite esterne per incompleta ossidazione del combustibile
• Le perdite per incompleta combustione sono sensibili

02. Nel caso di ciclo Brayton ideale aperto

• Il fluido di lavoro è acqua/vapore
• Il calore specifico del gas è costante
• L'introduzione del calore avviene tramite una combustione esterna
• Nessuna di queste

03. Nel caso di ciclo Brayton ideale aperto

• Si raggiungono temperature inferiori a quelle del ciclo ideale chiuso
• L'impianto prevede l'impiego di scambiatori
• Si utilizza aria come fluido di lavoro e la pressione inferiore del ciclo è pari a quella ambientale
• L'introduzione del calore avviene tramite una combustione esterna

04. Nel caso di ciclo di Brayton reale aperto

• Le perdite termiche sono dell'ordine del 5-10%
• Il rapporto di compressione ottimale per il rendimento ed il lavoro specifico coincidono per elevati valori di rendimenti delle turbomacchine
• Le perdite per incompleta combustione sono trascurabili nelle turbine a gas operanti con elevato eccesso d'aria
• Il rapporto di compressione ottimo per il rendimento aumenta per bassi valori dei rendimenti delle turbomacchine

05. Analizzare le perdite introdotte nel caso di ciclo turbogas reale

06. Quali sono le principali differenze tra il ciclo chiuso e il ciclo aperto di un impianto turbogas?

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Lezione 006

01. I compressori maggiormente impiegati negli impianti turbogas

• Sono compressori dinamici assiali con rapporto di compressione per stadio di 3-4
• Sono compressori dinamici centrifughi
• Sono compressori dinamici assiali con lavori isentropici dell'ordine dei 20-25 kJ/kg
• Sono compressori centrifughi capaci di elaborare grandi portate

02. I compressori impiegati negli impianti turbogas

• Sono direttamente collegati all'alternatore indipendentemente dalla taglia
• Hanno solitamente una velocità di rotazione di 3000 rpm
• Presentano velocità di rotazione che variano dai 3000 ai 20000-30000 rpm indipendentemente dalla taglia
• Presentano rendimenti fluidodinamici maggiori all'aumentare della velocità di rotazione

03. Le perdite interne in un compressore

• Sono legate allo sviluppo dello strato limite sui bordi esterni del compressore
• Sono principalmente legate al trafilamento del fluido tra la parte rotante e quella fissa nel caso di pale con sviluppo radiale elevato
• Sono dovute agli attriti meccanici
• Sono dovute alle perdite di calore

04. La velocità di rotazione ottimale di un compressore

• È proporzionale al salto entalpico
• È molto difficile da conseguire per una macchina pluristadio in quanto dovrebbe contemporaneamente aumentare il salto entalpico per stadio
• È molto difficile da conseguire per una macchina pluristadio in quanto diminuisce la portata volumetrica durante la compressione
• È inversamente proporzionale alla portata volumetrica

05. Tra le principali cause di perdite esterne in un compressore vi sono

• Le perdite legate ai moti vorticosi del fluido in direzione radiale
• Le perdite legate allo sviluppo dello strato limite sui bordi esterni del compressore
• Le perdite di massa indicativamente inferiori all'1%
• Le perdite organiche indicativamente superiori al 3%

06. Quale di queste affermazioni è corretta?

• I compressori impiegati negli impianti turbogas hanno velocità di rotazione dell'ordine dei 60000-80000 rpm
• I compressori impiegati negli impianti turbogas presentano rendimenti fluidodinamici maggiori all'aumentare della velocità di rotazione
• I compressori maggiormente impiegati negli impianti turbogas presentano rapporto di compressione per stadio di circa 3-4
• Le perdite esterne di un compressore sono dovute agli attriti meccanici, alle perdite di calore e di massa verso l'esterno

07. Quali sono le principali perdite interne in un compressore?

08. Che cosa rappresentano le curve caratteristiche di un compressore? Rappresentarne un esempio

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Lezione 007

01. Quale di queste affermazioni è errata?

• La temperatura massima del fluido in uscita dalla camera di combustione di un impianto turbogas è dell'ordine dei 1400°C
• La combustione in un impianto turbogas avviene con rapporti di aria/combustibile circa stechiometrici
• Il combustore di una turbina a gas di tipo monotubolare sebbene caratterizzato da notevole semplicità presenta perdite di carico elevate
• Il combustore di una turbina a gas prevede generalmente una zona primaria, una zona secondaria e una zona terminale di diluizione

02. Considerando la camera di combustione di un impianto turbogas

• La temperatura che il fluido deve avere all'uscita della camera di combustione è limitata a 2400°C
• Il rapporto aria/combustibile deve risultare pari allo stechiometrico
• Il rapporto aria/aria stechiometrica è dell'ordine di 4-5
• La temperatura che il fluido deve avere all'uscita della camera di combustione è limitata superiormente dai limiti di resistenza delle pale della turbina

03. Considerando un combustore di turbina a gas

• Nella zona primaria affluisce una portata di aria inferiore a quella stechiometrica
• Nella zona