Lezioni: Appunti di Turbomacchine

TURBOMACCHINE LM A

05/10/2011

Programma del corso:

• Introduzione
• Nozioni generali di fluidodinamica
• Trasformazioni nelle turbomacchine (1D, triangoli di velocità, macchine idrauliche)
• Curve operatrici delle turbomacchine (1D, curve caratteristiche, matching con l’impianto, scelta di turbomacchine in relazione all’impiego)
• Analisi del flusso delle turbomacchine (2D e 3D)
• Macchine (cenni) trattati nello specifico
• Compressori assiali
• Compressori centrifughi
• Problemi anomal dei compressori
• Turbine a vapore e a gas
• Raffreddamento delle palette delle turbine
• Effetti dinamici delle turbomacchine
• Sviluppo atipici meccanica

Definizione di turbomacchina:

Una turbomacchina è una macchina a fluido che scambia l’energia con il fluido (deve essere di densità corp o fine e avere velocità in un campo con un convogliatore o canale. Invertendo a forma da scorrimento assiale (giri) rotanti o assiano radiale relazioni generano al flusso.

Esistono due tipi principali di macchine:

• Volumetriche (Q, MG1) → il fluido ha velocità bassa all’interno della macchina

U → 30 ÷ 60 m/s per fluido convoglio, fase e specifico

E_c = 1/2ρv² e ρ = denso

• Dinamicie → sfruttano l’energia cinetica del fluido i di scambiare dimesso con la velocità elevati. Nelle macchine di rotazione (M_r) e movimenti

Nelle specifico noi studieremo le turbomacchine (le non _{3.3, 3.4} [vedi indicazioni cinesmalle], la loro caratteristica è che l'energia scalare viene primente da getate attomo ad un asse che attraverso energia fine.

per questo motivo nel moto del fluido e principalmente attimo ad un asse c'è una rotazione della portata nella turbomachine

Nota → la gdm è una quantità vetoriale, notiamo un p.m. [..] non cambia il suo modulo ne se cambia la sua direzione

Tipi di energia che possiede il fluido

Energia potenziale

è potenziale captate di un nuotano di corpo bozzo. Nel porre di calcolo la come ||=m g H aresa. DS FA è più con la reazione con soliture [..] Imposrta case - evoluzione del consumo lungor colpo portato bo dimensione. Essa reaberto mirirale quando fluido del riamo

Energia potenziale pressure

è il Pre propio del fluido. è croncmall presero le turbomachine, e analotica sempre se eostimato, fa si studia solo la match come aspetato correlato alla altto il imposo (ex un facico debrislado) non è affrater trasolubile.

Energia cichotica

non e mai traconinible pird tolintores di turbomochio. è uno del camino prepononiente al fimè di calcolo del lava moto.

Energia termodinamica

è una mistra grato quale e la turbomachine. E estalino. Fa e + P/p ed, e gità binotic a iil alimento utibole seto non vo' bene di mstrina. E il camino di energia principale della machine atom

U + p/p si credera tutto per le machinto intimo, solo il researol terimi per grade debrclale ? peso → DT non calcollente. Si conposto non [..] questo è non costenico c'del muta flindo example uno utile =

Nota: per notima le pedite nelll'intele rebuction è un metedo boftocollato the mineroa del DT dell H20 e - [..] dei cerami dipodo

Euofam

... serva per migliorare il rendimano propulsivo arrecando alta portata con basse relazioni massiche. Viene montato come un turbogetto al banco facendo risucchiare una maggiore quantita' d'aria e creo quindi il rendimento della propulsione.

La 3 classi di gravo relatato diversas:

• alta presione (di turbine e coremessor)
• bassa presione (di turbine e coremesso)
• fan (con ridultado di inpazioapiro)

Si in questo caso l'L e L grandi, punto U, per il "rapido" s'innabirra in uin altro senso elevando piu totali ael p'limendis" furono piu fonti pallie sono piu piccoli e gironta la fluido piu stalla di presurio tu maggio sana evola minore.

Il fan dei E molto proso pero anche molita pliera.

Principi di fluododinamica

In questo corso approfond. il pallous fluododinamica dal punto di mempunid e dell'elemento local cioe l'equazione plerichi di forugo steliletico in coro particolare di quelle applicate 'flitore il rendimino miximo parlando delle elementanto preliminari e piu complicato.

Le equrozioni indiolpint larma del manoggio del saldo provdendo quie arie reti raccolsy e in rindo di indiamo le fase del palleme e dismacio ogni tormino ad un las pie probabilitifico.

Volume di controllo

Per poter applicare le equazioni di conservazione ... dresco piense una semplicie chiura e di definire un volume tale resultato puo essere reale (pirco) e sede immortal nella tests.

Nelle turboloniche il fluido attorno la macchina ponondo da delle semplicie bon definita di infermo e di pirica (a ogni di fori) e comodo considerole le boutto inferno un carlo settoci, Ineto .... il terc della zana descriva non importante alla manca.

NOTA : la semplicita di contmello puid serie anliso ... e totali e... ... non solo compat ... connon realta .

El. volume di .. controllo con dedtro ... non riscdisor

Rototions

(sola direzione la var. solo la densita micro din(V) = 0 e dr = 0

Se il fluido è incomprimibile questo si traduce in dm = 0 se è comprimibile e io considero solo la densità.

$$ \frac{d}{dc} \int_{Vr} \rho dr = \int_{Vr} \frac{\partial \rho}{\partial t} dc + \int_{Vr} \rho \vec{ \cdot \nabla} \vec{v} dr$$

d_(integrale) (con densità)

integrale detto che ρ varrei nel Vr ??? e solo la densita

se (integrale) vario solo nel varsi es consire ???

$$d \int_{Vr} \rho dr \int_{Vr} \frac{\partial \rho}{\partial t} de$$

3) $$ \nabla \cdot (\phi \vec{V}) = \phi \cdot \nabla \cdot \vec{V} + \vec{V} \cdot \nabla \phi $$

4) $$ \nabla (\vec{ v \cdot \vec{v}}) = \vec{\bar{v}} \nabla \vec{V} + \vec{V} dv $$$

inelare d un termocerlo indietro (d integrale allnai di n n dimensioni)

e la forma intensiva della recholara

Principio di conservazione della masa:

lo scriviamo direttamente in termini euleriani integrali:

$$ \frac{D}{Dt} \int_{Vr} \rho dr = 0$$ usando la relazione (2)

$$ \int_{Vr} \frac{D \rho}{Dt} de + \int_{Vr} \rho \nabla \cdot \vec{v} dr = 0$$

usando da $$ \frac{D \rho}{Dt} = \frac{\partial \rho}{\partial t} + \bar{v \cdot \rho}$$ riamo (3) al contorrio:

$$ \int_{Vr} \frac{\partial \rho}{\partial t} de + \int_{Vr} \nabla (\rho d ) \vec{v} dr = 0 $$ (5)

Occorre scegliere bene la scala di Tempo su cui fare le medie di ξ

• Se la T è troppo piccolo, allora le medie non servono nulla perché non ne contiene un numero elevato.
• Se invece è troppo grande, possono risolverla di problemi in quanto la media di uno smalto, non possono annotare dei tiali eal'orrustico (inaudoruscible).

Le medie delle componenti della velocità quindi devono essere fatte su tempi sufficientemente lunghi in modo da cambiare (timet) dell’energia cinetica, non troppo da includere eventuali transitori e instazionaria dell’altrtemoviche.

E.D.P. di pompezza nei compressori

• La fase preparatoria ed e recassorio in analisi di tipo tradizionale.

Quando è data per osservata, e solotipo le costante di tempo di cosa in cosa.

Es. Infinitesimi totici, cenni con termini mediovari termini e dialettici e analizzano i poltoati, ne derivano i simili e classes del segmenta Ep.

(λ + α)_τ (ν + υ) le sviluppate danno

υ + ν).

• Connesso quell Damos
• υ + υ v:v -> Influrtruem del v ottenuto da sponsor β ad a fam medio nulla
• ν + υ -> Infintessimo di sodium supervari de vetta!

→Qesti termini sono Fondamentalmente simille tra termini fino, turo musca (read e propira). La comparsa sotto la regione a peno

p μi: μ_j

Resorescere di mediov celi termini. μp μi: μ_J

Non utoproco dei termini quantità rincola qela Costa zona di nucore tra cueldam (nanorele) che sono letti apeti dei molnails e dei erfons nella zona evturate e quindi risera note e propr.

∂T₂ cura ⁄ ∂ζ = A flux porde elci aria una capita Curiborzomez a pisi a cenquello Aractoma (dionanica/noltelebre)

Tele muomtà celobento e œunantificato dal parasto E: