SISTEMI ENERGETICI
TURBINE A GAS
Le turbine a gas sono delle macchine, o insiemi di macchine che permettono la produzione di potenza elettrica e/o meccanica. Questa produzione è data grazie al combustibile con caratteristiche particolari che è particolarmente volatile e degli esempi potrebbero essere il gas naturale o il cherosene. Una turbina a gas è costituita da:
- COMPRESSORE C
- CAMERA DI COMBUSTIONE CC
- ESPANSORE O TURBINA T
Il fluido di lavoro (aria prelevata dall’ambiente) viene aspirato dal compressore, il quale ne innalza la pressione e la temperatura e lo immette nella camera di combustione. Qui avviene la miscelazione e la combustione fra aria e combustibile (a pressione pressoché costante) che porta ad un altro innalzamento di temperatura del fluido. I gas, ad alta pressione e temperatura, vengono inviati in turbina dove si espandono fino alla
SISTEMI ENERGETICI
TURBINE A GAS
Le turbine a gas sono delle macchine o insiemi di macchine che permettono la produzione di potenza elettrica e/o meccanica. Questa produzione è data grazie al combustibile con caratteristiche particolari.
Una turbina a gas è costituita da:
- COMPRESSORE C
- CAMERA DI COMBUSTIONE CC
- ESPANSORE O TURBINA T
Il fluido di lavoro (aria prelevata dall'ambiente) viene aspirato dal compressore, il quale ne innalza la pressione e la temperature e lo immette nella camera di combustione. Qui avviene la miscelazione e la combustione fra aria e combustibile (a pressione pressoché costante) che porta ad un altro innalzamento di temperature del fluido. I gas, ad alta pressione e temperature, vengono immessi in turbina dove si espandono fino alla
pressione atmosferica per poi essere scaricati
all'esterno. Nel condotto di aspirazione del
compressore è solitamente disposto un filtro per
impedire l'ingresso di particelle che potrebbero
sporcare o danneggiare il componente, mentre
nel condotto di scarico a valle della turbina si
sono silenziatori, eventuali sistemi di
trattamento dei fumi e il camino. Tutti
questi componenti sono interni aperti, quindi
non sono presenti valvole di controllo per limitare
la portata di fluido, ma si è una sola portata
che fluisce da 1 a 4. Ciò comporta che valgano
le equazioni generali del moto dei fluidi in
forma teorica o meccanica per interni aperti.
COMPRESSORE
Procedendo in maniera
isentropica, avremo
l'andamento 1-2s, In
questo caso la macchina
è ideale, priva di
irreversibilità e,
ovviamente, questo tipo
di macchina non esiste. Procedendo in maniera
reale, non è possibile disegnare l'andamento,
dunque si tracciano il punto iniziale e quello
finale (1-2). Procedendo in maniera politropica
(seguita dal tratteggio sopra) possiamo congiungere
i punti 1-2. Possiamo anche scrivere, grazie
alla politropica.
P1V1m = P2V2m
GAS IDEALE, GAS PERFETTO, REALE
Un gas ideale è un gas che ubbidisce alla legge dei gas ideali:
PV = mRT
Nello studio dei sistemi energetici trattiamo l'aria come gas perfetto
in quanto tra T = 0 : 2000°C e
sotto i 100 bar, l'approssimazione è valida e PTURBINA = 40 bar
Tin = 0 : 2000°C
in questo caso non sono valido 1 e 2
CP = CP(T), CV = CV(T), R = cont
per gas reali
CP = CP(p,T), CV = CV(p,T), R = R(T,p)
COMPRESSIONE STEP BY STEP
La relazione 1 può essere valida con CP, CV dipendenti
da T se il valore del rapporto delle pressioni di
inizio e fine compressione tende a 1. Si risorpa
la compressione in piccole compressioni possibili
PIi+1:1 Pi
DIAGRAMMA Ts dell'aria
La procedura è iterativa poiché dalla relazione
Tint+2 = Ti ( (pi+2)/(pi) )(K(Ti)-1)/(K(Ti)) 1/MPc dose K è calcolato in Ti
Una volta trovato Tint+2 procedo per trovare Tint+2 con lo stesso procedimento e poiché Cp ≠ cost h2 = h(T2) quindi T2, T1 → h2, h1 →
→ Lc = h2(T2) - h1(T1) ≠ Cp(T2-T1)
• ESPANSIONE STEP BY STEP
La procedura è uguale ma:
{(T3
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