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MACCHINE
INTRODUZIONE ALLE TURBOMACCHINE
Le turbomacchine funzionano in modo continuo: entra un fluido, le attraversa, scaricando energia per uscire con la stessa portata. Parliamo di MACCHINA OPERATRICE e sono il sollevatore di liquidi e macchine per fluidi (acquisendo entalpia tramite spirito), mentre parliamo di MACCHINA MOTRICE se il fluido in uscita ha la potenza impiegandosi in entalpia (momento negativo).
Generalmente parliamo di compressori (macchine operatrici) e turbine (macchine motrici).
In generale, una turbomacchina è formata da un involucro dalla cassa, costituita dall’alloggiamento del rotore che racchiude all’interno delle palette e da un sistema rotante detto ROTORE che tiene insieme il primitivo e l’altro di trasmissione. Al rotore sono collegate le PALETTATURE che trasformano energia al fluido che le investe trasformandone lo stato richiesto di entalpia. A questo punto parliamo di uno o dell’altro degli statori, e quindi si parlerà nel primo caso delle ROTORICHE mentre se sono collegate all’involucro e rimangono fisse, parliamo delle STATORICHE.
Se il fluido che lavora viene guidato meccanicamente in direzione dell’asse di rotazione parleremo di MACCHINE ASSIALI mentre se il fluido viene spinto in direzione ortogonale all’asse di rotazione parleremo di MACCHINE RADIALI. Infine, definiamo TURBOMACCHINA ELEMENTARE l’unione di due palettature, una rotante e l’altra statoria.
ΔH è la VARIAZIONE DI ENTALPIA che subisce il fluido che lavora nelle turbomacchine, e quindi ΔH ne è la modalità: un operatrice ΔH ha un motore, es. in miniera in Kg^2; e rappresenta la potenza per unità di portata di massa scambiata dal fluido; mentre l’entalpia rappresenta i contenuti che possono essere ancorati.
Quindi definiamo la PORTATA IN MASSA (ṁ) la massa di fluido per unità di tempo che attraversa una sezione di flusso di perpendicolare superficie espressa in m3/s.
Infine, quindi, la grandezza è più espressa la POTENZA MECCANICA SCAMBIATA TRA FLUIDO E PARTI MOBILI.
P = ṁ ΔH
Richiami di fluidodinamica
Partiamo dalle definizioni di condotto
ad esempio c
hero è costituito da varie cosine di superfici
e che percorrono una linea detta asse
d.l condotto
rivete laterali è detta
parete del condotto
nei condotti; tratteremo solamente condotti pieni, in qui l'ase e pareti non rappresentate con linee continue
nei condotti si define il Raggio idraulico:
Richiamo idraulico
Ri = i_2 omega / [l*2]
neipresi si recopondotti creati dalle palse che £ =
t+*m
sia il cof di ingombro delle pale dello spessore.
i si recops efficace di termeline
detriti
nego mozio "theta"
le variabili
param= "tanda"
2) EQUAZIONE DELLA TRASFORMAZIONE
Pvk = cost
P × pk = costISONTEROPICA GAS IDEALE
dove K = Cp/Cv,
mentre se la trasformazione è reale (non isoteropica) l'ex
mente dall'equazione diretta.
M = Cp – C CT – Cdove c[] è il calore specifico dalla trasformazione e si misura in base al rendimento di
quest ultima. mentre se la trasformazione rimane adiabatica avremo
CL – CP LAVORO DISSIPATO T2 – TA VARIA DI TEMPERATIanche qui si può porre in logaritmi:
ln P – K ln [] = ln cost
e differenziale:
dp → dp P → P pK → dρ dρ → dp Kρ → dρp3) EQUAZIONE DELLA CONTINUITÀ
M - ρG - ρC Ω = cost
CONDIZIONI DI → PERMANENZA JX = 0questa relazioni esprime la costanza del flusso di mora he attraverso la versione (:-
se P = cost (liquido immomiprdile), allera questa affermazione reale onche per la vetta
bis retimatora Q me se P è variabile(flurso componibile), allera non ivrea
che Q connerva.
lorem doe baoton:
ln H - ln p + ln C + ln Ωdifffer: m rif
dP = l + dC + dl Q Q Ω'ma rif
Equazione del Momento dell'Impulso
Nel caso in cui il condotto più essere rottato a rotazione flusso che scoria il suo intero utile risolvere un'equazione per i momenti.
dHzf/dt = Σk variazioni del momento della quantità di moto e per la sommatoria dei momenti esterni applicati al fluido
dHzf/dt = dm1 c1z R1 - dm2 c2z R2
Σk Tk = HzE + Hgz = P1 Ω1 R1 - P2 Ω2 R2
=>
M (C2z R1 - C1z R2) = HzE + Hgz + P1 Ω1 R1 - P2 Ω2 R2
mensa Transversorma Hgz
Analisi in questo caso vediamo un esempio applicativo
Arganello Angolare
flusso che esce di una in figura genererà delle componenti ortogonali la Qc annulira senya generare una modob fuori l'angolare della E delle movimenti elleptorsionali. i per nullere della oppere momendi
ifacil momenti ecuazione le forze esercitato sul flusso e il redondo il comport a quello che fiuido espando.
UGELLI SUBSONICI E SUPERSONICI
Partiamo dalla definizione di condotti isentropici e diffrenziamoli con quelli "aerodinamici" ossia quelli che hanno in cambio di entropia eretica ai fluidi e attribuiamoli alla trattazione isostate. Quando è trattato dal flusso di forma il flusso deve essere condotto attraverso degli ugelli (le forme possono essere di diritto di scrivania).
Tracciamo gli ortali (dl=0), trattiamo un flusso massa (dl≠0) e tracciamo le forze di massa (dl≠0), alora l'equazione dell'energia nelle due forme viste in precedenza si scrive come:
c*dc + dp/ρ = 0 (forma meccanica)
c*dc + dH = 0 (forma termica)
data la modica portata del flusso, supponiamo anche che C=C0^2 e quindi integriamo la forma meccanica:
∫c0c c*dc = ∫p0p -dp / ρ
dove ∫c0c c*dc = c2/2 ; mentre per l'altro integrale usiamo sfruttare la isottetica:
p/ρk = cost -----> p0 / ρ0k -----> ρ = ρ0*(p/p0)1/k
---> ∫c0c - dp/ρ = ∫p0p p - 1/k dp / ρ0 =
∫p0p p - 1/k dp = (1/ρ0)*∫p0p p - 1/k dp =
[ ρk - (1 / k) / ρ0][ p(k-1) / k]p0p=
quindi si giunge a:
∫c0c c*dc = c2*k / (k-1) , ρ p/ ρ0= 1.
[jpg].
quindi si giunge a: C= 2K/ (k+1)= 1/(ρ0]=
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