Sistemi energetici - parte 2b

CONFRONTO STADIO AD AZIONE E A REAZIONE

Si esegue il confronto a parità di lavoro massimo

AZIONE

• L_MAX,A
• Θ_MAX = 1/2

L_MAX,A = 2U_A²

L_MAX,A = L_MAX,R

2U_A = U_R

u_R = √2 U_A

• Θ_MAX = 1/2

U_A / C_IA cosα₁ = 1/2

REAZIONE

• L_MAX,R
• Θ_MAX = 1

L_MAX,R = U_R²

• Θ_MAX = 1

U_R / C_IR cosα₁ = 1

U_A C_IR / U_R C_IA = 1/2

C_IR = 1/2 U_R / U_A = √2 / 2

C_IR = √2/2 C_IA = C_IA / √2

R_UR ∝ C_IR², R_UA ∝ C_IA²

R_UR = 1/2 R_UA

proporzionamento normale

R_UR = R_RR = 1/2 R_UA

R_TOT,R = R_R + R_UR = 1/2 R_UA + 1/2 R_UA = R_UA

Le perdite totali nello stadio a reazione sono uguali a quelle nello statore dello stadio ad azione, per cui:

R_TOT,A > R_TOT,R

TURBINA DI DE LAVAL (turbina ad azione semplice)

STATORE

ROTORE

ARCO DI IMMISSIONE

TENUTE LABIRINTO

turbina monostadio ad azione

Il vapore entra attraverso l'arco di immissione le tenute a labirinto creano una caduta di pressione localizzata, minimizzando le perdite di vapore

TURBINA CURTIS (a salti di velocità)

RADDRIZZATORE

RADDRIZZATORE: condotto fisso, non espande il fluido ma ne cambia direzione

TURBINA A REAZIONE

Turbina multistadio a reazione

l'espansione del fluido provoca spinte assiali sul tamburo rotante da SX a DX. Si preleva una portata di vapore e la si mando ad un ambiente separato dall' ambiente di aspirazione del tamburo equilibratore. La differenza di pressione geneva una spinta da Dx a Sx sul tamburo equilibratore. Ulteriori spillamenti ad alta pressione vengano mandati sulle Tenute a labirinto, evitando l'ingresso di aria la quale alzerebbe la pressione nel condensatore

_V=_ṁ Dn C₁ sen α₁L = C₁²cos² α₁ θ (2-θ)

C₁ = √ (L/θ (2-θ))L/(cos α₁)

_V=_ṁ Dn √ (L/θ (2-θ)) tg α₁

forma quadratica del primo membro per via della dipendenza di cp da T

temperatura adiabatica di fiamma

Si ottiene per

è la massima temperatura ottenibile dalla fiamma, si ottiene con pareti refrattarie

RENDIMENTO DEL GENERATORE

Δh_v = h_{h2o out} - h_{h2o im}

η_seu = _{ṁv Δhv}/^{ṁ_fuel LHV}

Per via dei valori generalmente alti, non è la definizione utilizzata poiché errori di misura possono portare a

η_seu = _{ṁfuel LHV - Q̇persa}/^{ṁ_fuel LHV} = 1 - _Q̇persa/^{ṁ_fuel LHV}

INCOMBUSTI

Q̇_E

Q̇_persa

CALORE SENSIBILE DEI FUMI

Q̇_S

CALORE DISPEROSO ( PARETI )

Q̇_d

η_seu = 1 - _{Q̇d + Q̇s + Q̇s}/^{ṁ_fuel LHV} = 1 - [_{q̇d + q̇s + q̇E}]

ṁ_fuel ɛ LHV - (

LZM = cost = k

z = _k/_LM

_ṁH₂O = β CH₂O A_k/_LM

Per assegnata

_ṁH₂O ↑, m ↑ → C_H₂O ↑

C_H₂O ∝ α_m

C_H₂O ↑ → α_H₂O ↑

Q̇ = U S ΔT_mℓ → U ↑ → S ↓

tuttavia R α m L C_H₂O α C_H₂O³

CH₂O elevati portano a perdite elevate, oltre a danni dovuti a impurità presenti nell'acqua

CH₂O troppo bassi, oltre ad un peggioramento dello scambio termico, portano alla possibile deposizione delle impurità

Q̇ = ṁ_H₂O Ce ΔT = ṁv Δ h_v

Se C_H₂O = cost, L ∝ ¹/_ṁ

Un numero basso di passaggi comporta L troppo elevati, quindi il vapore non raggiunge le zone periferiche

Aria

Per diminuire la pressione di condensazione, la pompa che crea il vuoto aspira il vapore portando a perdite di vapore