Macchine e sistemi energetici

Rendimenti

Fondamentale per definire un compressore è il rendimento di compressione, dato da ɳ = P_c / P, dove il denominatore sta ad indicare la potenza del compressore, ovvero la potenza richiesta per essere attivato.

Come detto il numeratore della formula può essere espresso come il numero di giri per la massa mandata per il lavoro teorico specifico. Invece P può essere espresso come il rapporto tra la potenza indicata e il rendimento organico. Questo sta a significare che nella realtà dovrà arrivare a spendere più lavoro in quanto saranno sempre presenti le perdite di flusso, le quali quindi si può dire che assorbano potenza.

Tramite una serie di giochi matematici, si può arrivare a scrivere il rendimento del compressore come il prodotto tra il rendimento organico e il rendimento interno, che è il rapporto tra i lavori specifici, quello teorico e quello indicato. Con ɳ si indicano tutte quelle perdite per attriti meccanici.

mentre con ɳ si intendono le perdite che differenziano l'ideale dal teorico. Utile può essere graficare l'andamento del rendimento interno, come viene fatto in figura, mantenendo costante il numero dei giri. Andiamo adesso a considerare i casi estremali, cioè quelli precisamente sull'ascissa. Nel caso di assenza di compressione, si ha che la p = p e viste le semplificazioni che si possono fare avremo anche il lavoro indicato specifico sarà >0. Invece nel caso di p = p, m max sempre con le opportune semplificazioni, otterremo che il lavoro indicato specifico sarà addirittura tendente ad infinito. Entrambi i risultati portano ad avere un rendimento interno =0. Questo non può significare altro se non che l'andamento del rendimento è prima crescente e poi decrescente. Questo succede perché all'inizio le perdite organiche riescono a prevalere, essendo la compressione piccola. Poi piano piano perdono di efficacia.evidenziare che i compressori volumetrici rotativi a palette hanno un rendimento che aumenta quando la compressione è elevata, ma poi diminuisce quando la compressione diventa troppo alta. I compressori volumetrici rotativi a palette sono diversi dai compressori alternativi. Questi compressori hanno un'entrata, un albero su cui sono montate le palette che si espandono su tutto il diametro e un'uscita. Ogni coppia di palette crea un volume interno, che corrisponde a una specifica capacità. Se ci sono 10 coppie di palette, la cilindrata sarà data dal volume delle cavità interne moltiplicato per 10. È importante sottolineare che le pareti delle cavità sono scorrevoli, quindi possono uscire e rientrare. Quando le palette puntano verso il basso, l'uscita è al massimo, mentre quando puntano verso l'alto, l'uscita è al minimo. Inoltre, è importante notare che le palette possono essere regolate per controllare il flusso d'aria.dire che la cassa è un eccentrico e che quindi il suo centro di rotazione non coincide con quello della parte rotante.

La cassa è un eccentrico, il che significa che il suo centro di rotazione non coincide con quello della parte rotante.

Data Materia Autore 05/11/2018 Macchine e sistemi Luca Tarsetti

Data Materia Autore: 05/11/2018 Macchine e sistemi Luca Tarsetti

Titolo Coeff di carica + rapporto di compressione limite + prestazioni macchina + rendimenti + compress. alternativi

Titolo: Coefficiente di carica + rapporto di compressione limite + prestazioni macchina + rendimenti + compressori alternativi

Nella posizione sopra il centro di rotazione della cassa le cavità hanno volume 0, quando poi le palette ruotano (in senso antiorario) vedremo che i volumi delle cavità andranno piano piano ad aumentare fino a raggiungere la massima capacità nella posizione indicata dall'area rossa in cui c'è scritto V. Da lì poi il volume inizia a diminuire fino ad arrivare al volume rosso V che è quello che si ha un attimo prima dell'espulsione. Va sottolineato come non ci sono più valvole che danno l'inizio e la fine delle fasi di aspirazione e combustione. Andando ad analizzare il lavoro del ciclo si vede come si abbia una fase di aspirazione.

Nella posizione sopra il centro di rotazione della cassa le cavità hanno volume 0, quando poi le palette ruotano (in senso antiorario) vedremo che i volumi delle cavità andranno piano piano ad aumentare fino a raggiungere la massima capacità nella posizione indicata dall'area rossa in cui c'è scritto V. Da lì poi il volume inizia a diminuire fino ad arrivare al volume rosso V che è quello che si ha un attimo prima dell'espulsione. Va sottolineato come non ci sono più valvole che danno l'inizio e la fine delle fasi di aspirazione e combustione. Andando ad analizzare il lavoro del ciclo si vede come si abbia una fase di aspirazione.

fino al punto 1, cioè fino a raggiungere il volume massimo. Va sottolineato come il volume di inizio aspirazione sia 0 e cioè in questo compressore non si ha volume morto. Dopo l'aspirazione si ha la compressione fino a raggiungere il volume 2. Il fatto di non avere un volume morto sembrerebbe un grande vantaggio, ma in realtà questo compressore presenta anch'esso dei problemi. Infatti chi ci dice che la pressione all'esterno del compressore sia proprio uguale a quella interna? Visto che il più delle volte dobbiamo analizzare i casi in cui abbiamo una pressione maggiore e una minore. Con una p esterna maggiore abbiamo un reflusso di massa da fuori adentro e quindi il compressore si trova a comprimere una massa maggiore. Questo lavoro in più è testimoniato dall'area grigia sottesa al tratto 2'-scarico. La stessa cosa si può dire avvenga se la pressione all'esterno è minore della nostra e quindi anche qui.avremoun eccesso di lavoro. Quindi è vero che non abbiamo i problemi legati al volume morto, ma abbiamoproblemi dovuti al lavoro in eccesso. Inoltre visto che i contatti delle palette sono puntuali è facile incorrerein problemi dovuti alle fughe di getto, con conseguente diminuzione del λ. COMPRESSORE VOLUMETRICO ROTATIVO A LOBI Il termine tecnico per questo tipo di compressori è Roots. Sono composti da due corpi che ruotano e chesono come delle figure ad otto. Possono essere paragonate a delle ruotedentate anche se in realtà non ingranano tra loro, ma allo stesso tempo illoro moto, garantito da alberi esterni, è opposto. La zona evidenziata inrosso indica il volume massimo possibile, la cui capacità prima sale e poiscende. In realtà in questi compressori non avviene mai una compressionegeometrica ma ho un semplice trasporto di volume. In un giro completodegli alberi fuori sarà in grado di trasportare quattro volte lacapacità evidenziata in rosso. Il ciclo si svolge con un'aspirazione fino al volume 1, poi non avviene nessuna compressione. Una volta che sono arrivato al punto 1, come detto, poi ho il contatto con l'aria esterna. Anche in questo caso avrò un forte reflusso di gas dall'esterno all'interno, salvo poi poter arrivare finalmente all'espulsione, ovvero il tratto verticale del ciclo. L'area colorata in grigio, come prima è un eccesso di lavoro. Questa volta è molto più grande di prima e ciò significa che è richiesto il massimo lavoro per comprimere. Il percorso 1-2' è il percorso che compierebbe un normale compressore a pistoni. Questa macchina per lavorare bene, deve avere al massimo rapporti di compressione di circa 2. In sostanza quindi l'unico pregio di questa macchina è che ha una geometria molto semplice, pur non potendo funzionare a giri molto elevati. In realtà posso anchesfruttare masse elevate, ma la compressione resta pur sempre piccola.
Data Materia Autore 06-11-18 Macchine e Sistemi Energetici Taddei Federico
Titolo Confronto Compressori Volumetrici Rotazionali - Alternativi
Fino ad ora abbiamo trattato i compressori volumetrici, operatrici ecc.
L'energia di un fluido che acquisisce dalla macchina, l'unità di massa è data dalla variazione di pressione.
Unità di massa di un liquido:
Unità di massa di un gas:
L'unità di massa di un liquido e l'unità di massa di un gas, vengono compressi allo stesso modo (esegue lo stesso incremento di pressione)
DP, D.- Per l'acqua è un qualunque sia la pressione iniziale ho lo stesso b- Per i gas (rapporto di compressione), la pressione di arrivo rispetto alla pressione di partenza sarà DP/P1. b DP,P2/P1 rapporto 1+ per stabilire il non basta stabilire il come nei liquidi, ma bisogna stabilire anche il P1.
P1 = Patmosferica comprimo 10 barà
P2 =

11= (1+11)Confronto di lavoro di energia che bisogna spendere per eseguire questa operazione sia per i liquidi che per l'aria. La conclusione interessante è che il lavoro in un caso comprimibile è di gran lunga superiore a quello del caso del liquido, 300 contro 1, è due ordini di grandezza in più di lavoro. L'energia spendibile è molto superiore nel caso dei fluidi comprimibile rispetto ai fluidi incomprimibile. Un'altra cosa importante delle macchine è l'energia specifica, la portata. Potenza = Portata massica x Lavoro specifico. A sua volta la portata massica è data da Portata Volumetrica (Q) x densità (r). 1Data Materia Autore06-11-18 Macchine e Sistemi Energetici Taddei FedericoTitoloConfronto Compressori Volumetrici Rotazionali - AlternativiLa Portata Volumetrica di una pompa a liquido o a gas non è questo l'elemento che differenzia ma bensì è l'elemento di densità.

La densità di un elemento liquido è di 1000 kg/m3 mentre per un gas è di 1 kg/m3, quindi abbiamo un valore più alto in una portata massica di liquido. Quindi il ruolo si inverte, mentre il lavoro è nettamente superiore per una macchina a gas, qui è l'inversa, quindi si "bilanciano". Le macchine a gas e quelle a liquido hanno un range di potenza paragonabile. L'effetto riempimento, alla presenza del volume morto, che in questa macchina non hanno volumi morti, quindi questo porta ad avere volumi di ciclo diversi rispetto a quelli che aveva il compressore volumetrico a pistone. Questo volume che viene trasferito dall'altra parte, questo passaggio non comprende una dimensione di volume, quindi non c'è una compressione di volume, ma una compressione 1-2 (senza variazione di volume) è dato da un ambiente Pm che si mette in comunicazione con l'ambiente Pa, il gas invece di uscire, c'è un momento in cui entra.

macchina --> è quello che esegue l'aumento di pressione. Quindi è una COMPRESSIONE per RIFLUSSO, che avviene da ambiente ad alta pressione verso l'ambiente a bassa pressione. Dopo di che essendo questo ambiente portandosi a pressione di mandata, il volume viene espulso e quindi si ha uno scarico alla pressione di mandata

2Data Materia Autore06-11-18 Macchine e Sistemi Energetici Taddei Federico

Titolo Confronto Compressori Volumetrici Rotazionali - Alternativi

Confronto Compressori Volumetrici Rotazionali – Alternativi. In questa rappresentazione di arie di lavoro dove troviamo sull'ascissa una portata volumetrica della macchina e come ordinata la pressione di lavoro della macchina. Ci sono 3 arie, nella zona rossa, sono i 2 compressori che abbiamo appena visto, il compressore volumetrico rotativo a lobi e quello a palette. Il campo applicativo dei compressori applicativi dei compressori volumetrici rotativi avviene in un range di portata medie basse.