Appunti di Centrali termiche - parte 1

Nome PAOLO

Cognome FARAGALLA

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FAVINI

CENTRALI TERMICHE

La centrale di Civitavecchia è formata da 3 gruppi termolettrici, ognuno di 660 MW di potenza. Un gruppo termolettrico è composto da:

• Un apparato che produce il vapore (i generatori di vapore), cioè un bollitore che è un complesso di tubazioni di alta, media, bassa pressione e riscaldatori di recupero, separatori di umidità e tutta una serie di apprecchiature chiamate risparatori di pirite, memtre il quale permette il raggiungimento di tutte le pressioni.

In questo corso ci occupiamo dell'apparato di GENERAZIONE DEL VAPORE,

La potenza è data alla rete elettrica → grazie all'espansione di un vapore.

Di qual vapore stiamo parlando? VAPOR D'ACQUA

Abbiamo scelto il vapor d'acqua, poiché l'acqua, dal punto di vista ingegneristico, possiede due proprietà fondamentali:

• ALTISSIMO COEFFICIENTE DI ADOZIONE DEL CALORE (nel senso di apposito a sottrazione del calore)
• ELEVATO CALORE LATENTE

1) ALTISSIMO COEFFICIENTE DI ADOZIONE

SCHEMA GENERALE

L'acqua è un fenomenale controllore della temperatura del metallo con cui essa è in contatto; infatti, ai fini della temperatura del metallo a contatto con l'acqua, si tiene: di 20°C, anche sui fluidi interni di velocità superiori ai 1m/s, perché essa si mantiene a 30, 40°C max. In un tubo l'acqua si scalda grazie a punto di vista del calore materiale, ossia il tipo di regime di surriscaldamento di effluvi.

Dunque:

→ la temperatura della parete è approssimata a quella dell'acqua (grazie all'evaporazione del calore).

Considerando una condizione di regime e quindi un flusso termico costante che attraversa la parete

La parte dovuta a αpu _sb = differenza di temperatura tra gas e la parete

q = α _g ΔT _sb

adduttività del fluido rispetto alla parete → nell'ordine di massimo 80 – 90 _kcal

→ (_{specimene di 50-60 max onde meno 100 K})

q = α_vapor ΔT _pw

→ 5000 – 6000 _kcal/m²

→ dipende del diametro del tubo (α _vapore se il diametro _d)

q = Δ/λ . ΔT _wp rapporto della conduttività

→ LA TRASMISSIONE DI CALORE E' PER CONDUZIONE

Pressione della parete = lo spessore dei tubi raramente supera i mm (solitamente è ±0,5 cm)

Essendo q uguale nelle tre espressioni scritte ed essendo

α _g ≈ 50 e α _v ≈ 5000

Quindi α_vapor ≈ 1/100 porta in LA CADUTA TEMPERATURA TRA LA PARETE E L'ACQUA (ΔT _w/p) ≈ 1/100 DELLA CADUTA DI TEMPERATURA TRA IL GAS CALDO E LA PARETE (ΔT_g/sb).

Dunque l'andamento della temperatura è di questo tipo:

λ_acqua = 0 kcal / h·m·k

q = λ_s ⋅ ΔT_p / s

α_w è dell'ordine di 2000-3000 nel caso si usa α=30

quindi in questo caso ΔT_p / ΔT_sp = 200

dunque essendo 8000 maggiore di 5000 di 200 il calore sarà ancora minore rispetto al ΔT_sp.

2) ELEVATO CALORE LATENTE (che l'acqua ha col passare dalla fase liquida a quella

dQ = T ds

CURVA LIMITE DELLA REGIONE BIFASE

CURVA DEL VAPOR SATURO SECCO

ENTROPIA

tt

fase liquido saturo

liquido saturo vapore saturo secco

da corrispondenza alla temperatura di cambiamento di stato con la pressione è data da:

dp/dT = λ/ T ⋅ Δυ

EQAUZIONE DI CLAPEYRON

P

374°C

T

rallentando

in quiete

l'area sottesa dalle curve nel diagramma T,S

dQ = TdS

TEMPERATURA ASSOLUTA

Curva a pressione crescente da 0,06 bar a 221 bar

T

S

ΔS = 600 273 = 2,2 Kcal Kg

Calore specifico acqua ≈ 1 kcal kg °C

dunque richiediamo la quantità di calore alla data di T,S

delle state liquide

deve essere fornito CALORE per aumentare la PRESSIONE

è una delle forme del 1° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

dh = Tds + v dP

LEGGE DELLA VARIANZA DI GIBBS

• v = z + 2

variabili indipendenti

Se ho acqua 1 componente 2 - 1 + 2 = 1

Se ho acqua e ferro 2 + 2 - 1 = 3