Riassunti di Macchine

DOMANDA 1

Rappresentare lo schema di un impianto con turbina a vapore con due risurriscaldatori e con turbina divisa in gruppo alta pressione, gruppo di media pressione e gruppo di bassa pressione. Disegnare il ciclo termodinamico. Descrivere il principio di funzionamento e calcolare il rendimento termodinamico del ciclo corrispondente.

SCHEMA D'IMPIANTO

TAP = turbina di alta pressioneTMP = turbina di media pressioneTBP = turbina di bassa pressione

CICLO TERMODINAMICO

BOLLITORE

CONDENSATORE

La prima espansione si ha nella turbina ad alta pressione (TAP) fino ad alta pressione (TAP) (punto 4');il vapore viene quindi risurriscaldato (S₂) e inviato alla turbina TMP dove avviene l'espansione finale attraverso la turbina TMP e la turbina TBP.In uscita da TBP il vapore viene condensato nel condensatore a p₄ e t₄ (punto 5'), infine l'acqua viene riportata nel serbatoio tramite la pompa di estrazione.

Il risurriscaldamento del vapore viene effettuato in modo da diminuire la percentuale di acqua al fine di evitare gocce che possono provocare erosioni alle pale della turbina. Questo risulterebbe evidente se si osservasse il funzionamento del ciclo senza riscaldo attraverso i seguenti modi:

η = Σ η_i Q_i / Σ Q_i

γ = (H₃-H₄)+(H_3'-H₄)(H₃-h_o)+(H_3'-h_o) = L/G_A

η = Σ η_i Q_i / Σ Q_i

γ = γ₁+Q₁;γ₂;γ₃;γ₄;γ₅

Q₁(Q₃+Q₄)

DOMANDA 2

Rappresentare lo schema di un impianto combinato con una turbina a vapore e un impianto turbogas. Rappresentarlo nel piano T-S e discutere pregi e difetti degli impianti combinati rispetto ai tradizionali impianti a gas e a vapore. Illustrare funzionamento di caldaia a recupero.

Il ciclo combinato accoppia una turbina a gas ad un ciclo a vapore d’acqua. In un impianto a ciclo combinato dunque, l'energia elettrica viene prodotta dall'alternatore mosso sia dal gas e sia da turbine a vapore tra loro combinate per il fatto che i gas di scarico della turbina, permutando il vapore di un generatore a vapore recuperativo (R), genereranno il vapore necessario per alimentare la turbina a vapore.

SCHEMA CICLO COMBINATO

• A=Alternatore
• TG=Turbina a gas
• GVR=Generatore vapore a recupero
• TV=Turbina a vapore
• CO=Condensatore
• PA=Pompa di alimento
• C=Compressore

CICLO SUL PIANO ENTROPICO

I cicli combinati, rispetto ai tradizionali impianti a gas e vapore, hanno rendimenti aumentati che può arrivare fino al 60%.

• Minori costi del KWh
• Tempi di avviamento ridotti
• Maggiore flessibilità di regolazione rispetto alle turbine a vapore tradizionali
• Elevata efficienza energetica con minore incidenza dell'impatto ambientale

Il ciclo a vapore e quello a gas, possedendo uno sviluppo proprio permettono che il ciclo combinato impiega, dunque, il vapore allo sbalzo delle rotazioni sempre più elevato alla temperatura bassa del vapore della turbina e gas vero intercooler. Gli altri componenti realizzano stimoli delle turbine con rendimenti migliori del 50%.

DOMANDA 6

Descrivere i diagrammi dei MCI alternativi e le espressioni delle potenze.Il motore a combustione interna (MCI) è una macchina motrice che permette diconvertire l'energia chimica contenuta da una miscela aria-combustibile, inlavoro meccanico disponibile all'albero motore ed in generale al sistema ditrasmissione.

DIAGRAMMA OPERATIVO

• FINE COMBUSTIONE
• V₁ - V₂ = CILINDRATA
• PUNTO DI INIZIO ASPIRAZIONE
• SCARICO RITARDATO
• IN QUESTO CICLO L'ANDAMENTO HA UN RITORNO LAVORO NEGATIVO

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO MOTORE AD ACCENSIONE COMANDATA 4 TEMPI

• ASPIRAZIONE = Si apre la valvola di aspirazione, il pistone va dal punto morto superiore (PMS) al punto morto inferiore (PMI), l'albero fa fornire energia dato mezzo giro di rotazione
• COMPRESSIONE = La valvola chiusa, il pistone risale e il fluido viene compresso e riscaldato. Al termine di tale movimento, il fluido in parte viene caricato e il pistone chiude il volume totale (V_i [....]). Alla fine di questa fase l'albero torna a fare 1/2 vane (ribalzo tempo compreso) e l'albero fa fornire (completo 360°)
• COMBUSTIONE = Si crea un arco voltaico con un volume quasi costante in combustione generando energia e il pistone si mantiene fermo. In questa trasformazione la miscela cambia e cominciano riscaldamenti aumentando il volume
• ESPANSIONE = da pressione moltiplicata si verifica e si perde di nuovo variato e la spinta sull'albero entra nel circuito termodinamico vincolato con il ciclo e con [speca tifico 1u....], quindi viene spinta la combinata del lavoro utile e fornisce al sistema una calore specifico propria dell'aria / gas combustibile.
• SCARICO = Si apre la valvola di scarico (pressione mastro svincolate e meno) e si esaurisce il contenuto del pistone rendendo cos' chiusi i PMS e a tal punte, fase sopra il pistone e a l'energia micro meccanica viene destrollata offerta nel costante

Esistono due modi per esprimere la potenza di un MCI:

_e = _m•_m•_{Vm•ṉ 60ELJδ} =_{[PNJ - ṉZ] m60E}

Tramite il rendimento globale, posso ricavare le 2° espressione per idranto:

₂ = _{2 m}•_{VmHi•^ḫ 60E•ṉ}

_{Fi = λ0•Vm a-Ȼ a درآمد الطاقة عمو(2): ^ḫ [....]A}

₁(60₀)

Se R=0

β₁ = β₂

W₂ = ψ W₁

λₚ = μW₂ cosα₂ (1+ψ) 2φ² / C_₁²

ricordo: W_₁ cosβ_₁=C₁ cosα_₁ - μ

λ_ₚ = 2φ² (1+ψ) . (μ / C₁ - μ / C_₁)

λ_ₚ = 2ψ² (1+ψ)

parametro del

Conclusione: il rendimento massimo deriva dal

dλₚ = 0

2φ² (1+ψ) cosα_₁ - 4ψ² (1+ψ) μ / C₁ = 0

μ / C₁ = cosk_₁ / 2

λ_ₚ^max = 2 ψ² (1+ψ) . cosα_₁ / X_₁

λ_ₚ^max = φ² (1+ψ) cos²α_₁ / 2

λ_ₚ = cos² α₁

λ_ₚ^max = 0.88

DOMANDA 14

rendimento di palettature (in funzione di η_t e h_c) e descrivere da qualicaratteristiche dipende.

Il rendimento di palettature è un parametro fondamentale nello studiodel rendimento di una turbina. Esso può essere espresso dallaseguente relazione:

η_P = L = c₂2(ΔH)

Guardare il disegno a sinistra per la rappresentazione sul piano entalpico.

Lavoro per unità di massa prodotta in turbina

L = ΔH₀ = H₀-H_a

η_P = ΔH_a

⇒ η_P = ΔH_oc

Il rendimento di palettature η_p dunque è funzione del rendimento termodinamicoe del rendimento iniziale entrambi:

η_t = f(ψ,ψ)_c

>entrata teodora

dove ψ = c_{u, mov. reverso}

Il rendimento termodinamico dipende dunque dalle perdite interne e

il rendimento iniziale dipende dalle velocità

«w»: velocità relativa del fluido uscita

V_m: velocità di trasmissione ovvero

Il rendimento si riflettono e vanno pari

ω₂ = ψ(ψ,ψ) ^vincita

η_p = β(μ / c₁)