Turbomacchine e macchine volumetriche

TURBOMACCHINE

Sono le componenti dei sistemi di conversione energetica → Trasformano energia primaria in energia estraibile (meccanica) attraverso l'azione di un fluido di lavoro

• Riusorse ➀ Non rinnovabili
• Rinnovabili

MACCHINE A FLUIDO

Utilizzano un fluido vettore

g, η, ∆h (consumatore o scambiatore)

Fluidi devono essere energia potenziale gravitazionale U=mgh e energia cinetica K=

Si crea momento torcente sull'albero

IMPIANTI TERMICI DI POTENZA

Energia chimica → calore → lavoro/meccanico

La Turbomacchina scambia potenza, non calore e si rappresenta il lavoro, sfrutta ΔR per cercare

E ciclo e aria freccia

TURBOGAS

JOULE BRAYTON

RANKINE (VAPORE)

Turbina a reazione sar metro arsale, lavorano con grandi ΔS (densità) perché il fluido è e liquazio la compressione c'è già con una pompa

I processi che avvengono nei sistemi energetici sono descritti in riferimento ai cicli. Termodinamico (iniziano e finiscono nello stesso punto)

Classificazione Macchine a Fluido

• Idrauliche: Cede potenza al fluido, da paleta a paleta (Compressore)

• Noto degli organi interni
  • Alternative
  • Rotative: Le turbomacchine sono solo rotative

• Tipo di fluido elaborato
  • Termiche: Fluidi comprimibili
  • Idrauliche: Fluidi incomprimibili

• Modo in cui il fluido è elaborato
  • Volumetriche
  • Dinamiche

Numeri fondamentali

• Reynolds _Re = ^{ρ u L}/_μ
• Mach _Ma = ^v/_c = ^v/_{√(Υ R T)}

Turbomacchine

Dispositivi in cui l’energia viene trasferita dall’azione dinamica di una o più schiere di pale in movimento a/da un fluido.

• Assiali: Lavoro fluido su fluido e non inverso
• Flusso misto: L’io aumentare matt.', p ρ

• Radiali: Scambi d’energia specifica e multi-stadi, portata piccola
• Eoliche: Non hanno l’attrito, lasciano un po’ di energia cinetica per il deflusso

• Idrauliche
  • Pelton
  • Francis
  • Kaplan (elica)
  • Heli

Fluido entra radialmente e esce assialmente

Tipicamente assiali

Compressore LP LS TT

Camera di combustione: Trasforma energia chimica del combustibile in energia termica

Turbina LP TS LT

COMPRESSORE (REAZIONE)

Le frecce educano introduzione

Relazione importata del carico/meccanico

norme dell'albero

I compressori sono solo a reazione

Sec α = c₁Stadio superior

TURBINA (REAZIONE)

Il flusso vede prima introduttore

Direzione di v da 'la portinita' degli angoli

P_t R_t S_t    ΔR = p_t > 0

Devo diminuire w quindi diminuirsi β

• ΔR + Δw² = 0
• w/2 = _Cy (banda storaver brauche energie)
• Devo diminuire α quindi diminuire αx
• ΔR + Δc² = 0
• C/2 = _Cy cos α

P_l R_l   ΔR = p < 0

Devo aumentare c^w quindi aumento α

• ΔR + Δc² = 0
• L = 0 CT α το α
• Devo aumentare w quindi aumento β
• ΔR + Δw² = 0
• L/2 = W/2     β

Ridotta deflessione della pala a causa di ΔP che genera dell’espansione dello stato limite

Palatura piccola

w elevata

β₁ α₂ gibt

cos α₃ α₃cos α θ cos α_2w

se c₁ inclina e 'u' un c₃ prima nel variabili in direzione assiale

Rapresentazione palare

Profilo palare con curvatura elevata flusso accelera

Statica spessa prede dove resistere a spari elevati c₂ ada w₃ ela

R = ^{R₂ - R₃} / _{R4 - R3} = ^{R₂ - R₃} / _{RT4 - RT3} + ^{R_T1 - R_T} / _{RT4 - RT3} = ^{R₇ - R₉} / _{RT4 - RT3} = ^{R₆ - R₉} / _{RT4 - RT3} = 1 - ^{R₇ - R₉} / _{RT4 - RT3}

sapendo che R = R + ^c₁ / ₂

h_T = h₂ = ^{( c_y1 / _cz1 + c_y2 / _cz2)} / ₂ (R_T + R_T1) = ¹ / ₂ [ ^c_x2 / _{(cy² + cz²)} + ^c_x2 / _{(cy² + cz²)] (cy4²)}

= ¹ / ₂ (c_y² + c_z²) (tg α₂ + tg α₃)

C = C_x tg α

R = 1 - ^ψ / ₂ (tg α₂ - tg α₃)

Se α₂ = α₁

ψ = ^ΔC₀ / _U (tg α₂ - tg α₃) = φ (tg α₂ - tg α₃)

ψ = ^ΔC₀ / _U (tg α₂ - tg α₃) = φ (tg α₂ - tg α₃)

R = 1 - ^ψ / ₂ (tg α₂ + tg α₃) = 1 - ^ψ / ₂ (tg α₂ + tg α₃)

Gli angoli β sono negativi

R in funzione di β ci permette di capire come disegnare la paletta radiale

C_β / U = φ tg α = ^v₀ / _U = γ tg β

TURBINE IDRAULICHE

A Q ASTINO: uscire da livello

ACQUA FLUENTE: deve uscire di un fiune, acqua deve essere usata al momento

DEPOSITO DI POMPAGGIO: non distribuire e "l’ecceso ritorno ripomando su"

AZIONE R=0 turbina

REAZIONE R≠0 Francis, Kaplan

dW = cdc + p dV + g dz + d H_r

ρdW_s = ρcd dc + ρ(1−b) dp + (a+bg)ρ dz + ρ dH_r

P_W = Ƞ_s STP (cn+cosT dT) + (p e₁ − p₁) + g(∑ z_i + Σ z_f + z_m) + SH_r

P_W = Ƞ _s (p e₂ − p₁ + c_e² - c₁ ² + g_z) + SH_r

Applocare squamare 1=2 ² (2₂ 1)5 nonisku enormo

R _{t scopo Ighifua nuovea turbonence psicodermico^{5lósocezophithan}phèmpron}