Turbomacchine e macchine volumetriche

Turbomacchine

Turbomacchine sono le componenti dei sistemi di conversione energetica: trasforma energia primaria in energia estraibile (meccanica) attraverso l’azione di un fluido di lavoro.

Risorse → Non rinnovabili Rinnovabili

Macchine a fluido

Macchine a fluido → Utilizzano un fluido vettore

• Per la cede per trasformazione e scambio termico
• Termodinamica: tramite l'azione e l’energia

Si crea momento torcente sull’albero

Impianti termici di potenza

Impianti termici di potenza

Energia chimica → calore → lavoro/ meccanico

La turbomacchina scambia potenza, non calore e si rappresenta il lavoro, sfrutto A R per creare A K

Turbogas

Rankine (vapore)

Il processo che avvengono nei sistemi energetici sono descritti in riferimento a cicli termodinamici (iniziano e finiscono nello stesso punto)

Turbomacchine

1 Turbomacchine sono le componenti dei sistemi di conversione energetica → Trasforma energia primaria in energia estraibile (meccanica) attraverso l'azione di un fluido di lavoro

Risorse → Non rinnovabili Rinnovabili

Impianti → Turbogas, Turbine Eolici

Macchine a fluido

Macchine a fluido Utilizzano un fluido vettore

η, ϑ_th (Convertitori o scambiatori termici)

Si crea momento torcente sull'albero

Impianti termici di potenza

Impianti termici di potenza

Energia chimica → calore → lavoro meccanico

W^t = Q₁ - Q₂

Carico (entrante)    scambiatore (uscente)

η = W / Q₁   [ J/kg ] rendimento

La turbomacchina scambia potenza, no calore e se R rappresenta il lavoro, sfrutta ΔR per generare Turbogas

Joule Brayton

Rankine ( vapore )

Turbine a vapore sono assiali, lavorano con grandi ΔS ( “densità” ) perché il fluido è liquido → la compressione si fa con una pompa

F_c = m ω² R / 2

Operatrice → lavoro entra

Motrici → lavoro esce

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

Classificazione macchine a fluido

Classificazione macchine a fluido

• Motrici: Riceve potenza dal fluido
• Operatrici: Cede potenza al fluido

Noti degli organi interni: Alternative

Tipo di fluido elaborato: Idrauliche: Fluido incomprimibile

Numeri fondamentali

Numeri fondamentali

Reynolds: Re = Inerzia / Viscosità

Mach: M_a = v / c

Turbomacchine

Turbomacchine

Dispositivi in cui l'energia viene trasferita dall'azione dinamica di una o più schiere di pale in movimento ad un fluido.

• Flussi misti: Può aumentare molto la P
• Radiali: Piccoli, a bassa velocità per il deflusso
• Assiali: Grandi rotori di fluidi

Turbine

Turbine

• Idrauliche
• Francis
• Kaplan

Compressore TP

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

Teoria Generale delle Turbomacchine di Ux

Flusso tridimensionale

Flusso tridimensionale

S₁ Piano Olazo to Olade

S₂ Piano Meridiano

S₃ Piano Ortogonale

La velocità ha 3 componenti non nulle

Piano Olazo to Olade

Piano Olazo to Olade

C permette di analizzare la direzione del flusso

Deflessione: Δβ fra ingresso e uscita

Deviazione: ΔD fra invista (collicalel) e invista

Concavo: Palta, linee distanti, rallenta →vicecv Felentinjutà

Convesso: Planra, linee dinne, accelera (teradodod)

V: vel assoluta

V_r: vel relativa

W: vel nel punto in analisi

Turbina

Turbina

Triangoli di velocità Blade to Blade

C_θ: componente circonferenziale creata dallo statore, noncca d_ym

C_m: componente viosg fa mancenr il fleuido da ingresso a uscita eolescorr il fleurdoresponsabile della portata

Compressore

Compressore

C_ms = C_y + C_x

C_s = W_s

W_u: Δθ = 27Mα0₉₀C =