Pompa centrifuga, turbine Pelton, Francis Kaplan

Lezioni Macchine

1. 03-02-16
2. 03-08-16
   • Richiami di termodinamica
   • I^o Principio TDN
   • Entropia
   • Bernoulli
3. 03-10-16
   • Classificazione macchine a fluido
   • Bilancio energia sist. reattivo
   • Eq. Eulero
4. 03-15-16
5. 03-21-16
   • Pompa centrifuga
6. 03-22-16
7. 04-04-16
   • Similitudine idraulica
   • Turbina Pelton
8. 04-05-16
9. 04-12-16
   • Turbina Francis
   • Turbina Kaplan
10. 04-18-16
    • Macchine termiche
    • Calori spec. p_c
11. 04-19-16
    • Trasformazioni gas ideali
12. 04-26-16
    • Uso delle trasformazioni
    • Fluidi comprimibili & Compressori
13. 05-09-16
14. 05-10-16
    • Ciclo di Carnot
    • Ciclo a vapore saturo
    • Ciclo Rankine
15. 05-16-16
16. 05-17-16
    • Ciclo Rankine
17. 05-23-16
18. 05-24-16
    • Turbina a vapore
19. 05-30-16
20. 05-31-16
21. 06-06-16
    • Combustione
22. 06-10-16
23. 06-13-16
    • Ciclo a gas
    • ICE
24. 06-14-16
    • ICE

03-02-16

Libri di testo

1. Giorgio Cornetti Macchine a fluido, Ediz. Cappelletti
2. Ronzani Ferrari Giotti Nanni Gnedotti Onorati, Petrini
3. Macchine a fluido, Città Studi Edizioni
4. Giocarlo Ferrari Hydraulics sui Thermal Backhills Enciclopedia

Richiami di termodinamica

Sistema TDV È una porzione di spazio delimitata da opportune superfici

Le proprieta che ha il confine insieme determinano le caraterizzazze del sistema

Come possono interagire sistema e ambiente?

• Classificazioni in base al confine
• Scambiato massa (M)

È possibile scambiare massa quando la cella del sistema lo permette se il confine del sistema è impermeabile alla massa le carcerine non può cambiare massa

Se non scambia massa Sistema chiuso - il confine è impermeabile

Sistema aperto - confine permeabile

Convenzione

...

Se prendo uno stato B in cui il mulinello ha finito di girare ma la temperatura è maggiore del calore...

Idea.

Q_A^B = Q_A^{A + (Q_AB)}

...

Q_B^A + (γ _A^B) + (γ _B^A)

...

occorre prestare attenzione al percorso altrimenti si sbaglia

Sostituendo in Q[1] = 0

Quello che in generale non vedo inquadrato nemmeno per il calore si vede per la commome!

- Se vado da A a B lungo R oppure lungo S la variazione della somma è la stessa

=> la somma su (R è Tre scie stati termici (A a B) però dipende fino dal percorso non c'è stage per curvare calore dell’altro

la variazione della somma dipende solo dallo stato iniziale A e dallo stato finale B

Allora la somma dipende più dal percorso e le conclusioni che posso tirare il se

Q_A^B + (γ _A) + (γ _B) = U(B) - U(A)

cioè che la variazione è quella alla sostituzione all’alire proprio zero dipende solo dal punto iniziale e finale

Q_A^-B + (γ _A^B) = U(B) - U(A)Q_B^-A) + (γ _B^-A) = U(A) - U(B)

ENERGIA INTERNA

Ci mettiamo nel caso ideale

(condizioni quasi statiche)

variabili di stato

Un generico calore scambio in temperatura è espresso dalle cicliata

∑ Q_i/T_i = 0

→ ∮ dφ/T = 0

più in generale

(ma quantità infinitesime qualsiasi)

Stesso ragionamento fatto per U

∮ dQ/T = ∫_{A → B} dQ/T + ∫_{B → A} dQ/T = 0

→ ∫_{A → B} dQ/T = ∫_{B → A} dQ/T

prop. ai dif. s

poiché indip. da A &B e inverso del percorso

∫_{A → B} dQ/T = S(B) - S(A)

→ dS = dQ/T

solo per la quasi statica

dE₁ = dU₁ + ¹⁄₂ dm₁v₁² + φ₀ dm₁z₁

definisco U = ^u⁄_M ENERGIA INTERNA SPECIFICA

dE₁ = (u₁ + ¹⁄₂ v₁² + gz₁) dm₁

dE₂ = (u₂ + ¹⁄₂ v₂² + gz₂) dm₂

Per comodità:

l_p = p₁ A₁ v₁ Δt - p₂ A₂ v₂ Δt

= ^p₁⁄_ρ1 dm₁ - ^p₂⁄_ρ2 dm₂

= ( ^p₁⁄_ρ1 - ^p₂⁄_ρ2 ) dm

continuità

Definizco inoltre l_t = ^δL⁄_t e q = ^δQ⁄_dm

Posso allora scrivere il bilancio di energia

(u₁ + ¹⁄₂v₁² + φz₁) + l_t + q + ( ^p₁⁄_ρ1 - ^p₂⁄_ρ2 ) = (u₂ + ¹⁄₂v₂² + φz₂)

= (u₂ + ¹⁄₂v₂² + φz₂ + ^p₂⁄_ρ2 ) = (u₁ + ¹⁄₂v₁² + φz₁ + ^p₁⁄_ρ1) = l_t + q

BILANCIO DELL'ENERGIA PER IL SISTEMA FLUENTE (IN FORMA TERMICA)

u + ^p⁄_ρ = u + pv = h

ENTALPIA

dove v = ^V⁄_M VOLUME SPECIFICO

h = U + PV

ΔU₂ - ΔU₁ = Ξ = Δp₁ + Δp₂

⇒ Ξ = ΔH = ½v₂² - ½v₁² - p₁ - p₂

E' il principio di funzionamento delle turbine: introducendo una definizione del principio di operatività delle forze sulle particelle, ciascuna sup... lavorio auto... per due fluidi elastici lavorio non faticolo

E per il transito a fluido incomprimibile: è possibile analizzare nei flussi in termini di energia meccanica:

d'Q = dU + pdV = Vdp = Vdp + dL_w + dQ

h₂ - h₁ = ∫₁²dQ = ∫₁²Vdp + ∫₁²dL_w + ∫₁²dQ

= ∫₁²Vdp - dL_w + &underset{\text{sostituire con equilibrio}}{dQ}

quorum qua... integrabile

∫₁²Vdp + (½v₂² + gz₂) - (½v₁² + gz₁) = e_f - dL_w

per il fluido incomprimibile

ρ = &frac1;ν = cost ⇒ ∫₁²Vdp = ν∫₁²dp = &frac{p₂}{ρ} - &frac{p₁}{ρ}

flusso incomprimibile

(&frac{p₂}{ρ} - ½v₂² + gz_z) - (&frac{p₁}{ρ} + ½v₁² + gz₁) = e_f - dL_w

lavorio dissipato