Termotecnica - Soluzione (14031)

Risoluzione termotecnica

Punto 1) Dalla potenza effettiva della turbina:

Ne=860/Cs x h (h3 - h4), si ricava Cs=860/0,7x(680-470)=5,8 Kg/Kwh

Punto 2) Dalla relazione Q = KSc x Tc, si ricava Sc ricordando, dal manuale che K vale da 2500 a 3000 W/mqK, quindi Sc = (480 - 15 )/(2,24 x 50 ) = 4,15 mq x kg. di vapore

Punto 3) Dalla relazione Ga = (580 x Ne)/(t'a - ta) = (580 x 3000)/(45 - 15 ) = 58 l/h x kg. di vapore

Punto 4) Di seguito si riportano le figg. 1, 2 e 3, che rappresentano il ciclo termodinamico nei piani richiesti dalla traccia, così come desunti dal manuale tecnico del perito industriale.

Vedi fig. 1,2,3

Piano P-V

P

V

Fig 1

T

s

Piano T.S

Fig 2

Piano h-s

Fig. 3

Punto 5) Di seguito si riportano le figg. 4, 5, 6 e 7 per l'indicazione del possibile miglioramento del rendimento del corrispondente ciclo Rankine. Per quanto concerne lo schema elementare dell'impianto si rimanda alla fig. 8, dalla quale si deduce il funzionamento: il vapore uscendo dal condensatore (Co), in condizione di liquido subisce un incremento di pressione nella stazione di pompaggio PE, dopodiché entra nell'eventuale economizzatore E, dove subisce un primo incremento di temperatura, successivamente entra nella caldaia dove si realizza la vaporizzazione completa, e in presenza di aumento di temperatura attraversa il surriscaldatore per pervenire quindi nelle condizioni termodinamiche 3, nella turbina dove all'asse si realizza la potenza effettiva di 3000 kW.

Vedi fig. 4,5,6

Fig. 4

Aumento del rendimento del ciclo con l'aumento della pressione in caldaia

Fig. 5

Aumento del rendimento del ciclo con surriscaldamento del vapore

h

s

1, 2, 3', 3'', 4, 4'

Fig 6

Aumento del rendimento del ciclo con risurriscaldamenti ripetuti -

h

s

1, 2, 3, 4, 4'

Fig 7

Aumento del rendimento del ciclo diminuendo il calore ceduto al condensatore -

2, 2', 3', 3, 4, 1

C = caldaia

E = economizzatore

S = surriscaldatore

T = turbina

C_o = condensatore

P_E = pompa

Fig 8

Conclusioni

La traccia è aderente al corso di specializzazione, offre al candidato la possibilità di fornire osservazioni, schemi, calcoli personali anche i più approfonditi rispetto alle richieste di base espresse. Quindi consente di sicuro da parte dell’allievo una valida esplicitazione della preparazione tecnica acquisita con riferimenti anche professionali specifici.

Prof. Orazio Mancini Prof. Giuseppe Panico, docenti dell’ITIS Feltrinelli di Milano