Riassunto esame Sistemi Energetici, prof. Peretto, libri consigliati Sistemi Energetici 1 - Machine a Fluido G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto

Riassunto per l'esame di Sistemi Energetici del prof. Peretto, basato su appunti personali e studio del testo consigliato dal docente: Sistemi Energetici 1 - Macchine a Fluido G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto.
Gli argomenti trattati possono essere suddivisi in 6 macro argomenti:
1) Conoscenze di base:trasformazioni di compressione ed espansione, rendimenti interno e politropico per una compressione ed espansione, rendimento isoentropico in funzione del rapporto di compressione e del rendimento politropico.
2) Gruppo turbogas a ciclo di Brayton: schema impiantistico di un gruppo turbogas a ciclo di Brayton, ottimizzazione termodinamica delle prestazioni di un gruppo turbogas considerando il fluido ideale. Andamento di lavoro e rendimento in funzione del rapporto di compressione del ciclo, del rendimento politropico e della TIT. Equazioni che regolano il funzionamento di un gruppo a turbogas nel caso di gas reale.
3) Scambiatori di calore: coefficiente globale di scambio termico. Temperatura di parete. Scambiatori in equi e controcorrente. Diagramma temperatura, potenza termica e definizione di efficienza di uno scambiatore. Capacità termica oraria. Valutazione dell'efficienza di uno scambiatore per via grafica nel diagramma T-Q. DT medio logaritmico e metodo del e-NTU.
4) Gruppi a vapore: schema elementare, diagramma T-s e h-s. Lavoro di compressione di un liquido. Valutazione analitica della convenienza di variare i parametri termodinamici di un gruppo a vapore (dh/ds<h/s). Variazione della pressione massima di un ciclo di Rankine e sua massimizzazione. Variazione della pressione e temperatura massima di un ciclo di Hirn e loro massimizzazione. Influenza dell'abbassamento della pressione di condensazione di un gruppo a vapore. Ottimizzazione della pressione di risurriscaldamento di un gruppo a vapore. Ottimizzazione termodinamica conseguente all'adozione di n spillamenti in un gruppo a vapore (grado di rigenerazione). Schema di impianto a tre spillamenti. Diagramma T-s e di Mollier per l'acqua. Equazioni che regolano il funzionamento di un gruppo a vapore. Regolazione dei gruppi a vapore.
5) Il condensatore. Schema a uno e più passaggi. Velocità dell'acqua di raffreddamento dentro tubi e sua influenza sul coefficiente globale di scambio termico e sulle perdite di carico. Accorgimenti costruttivi per aumentare le prestazioni di un condensatore aumentando il coefficiente globale di scambio termico.
6) Il generatore di vapore. Schema e principio di funzionamento. Percorso acqua e percorso fumi. Il problema della temperatura dei fasci vaporizzatori. Lo scambiatore Ljungstrom. Il carico termico. La temperatura di combustione ed il rendimento del generatore di vapore. Il grado di schermatura e suo aumento con le potenzialità del generatore di vapore.
7) Gruppi a ciclo combinato gas-vapore. Gruppo combinato mono-livello: schema e principio di funzionamento. Influenza sul rendimento dell'adozione del ri-surriscaldamento e degli spillamenti. Gruppo combinato con post-combustione, valutazione analitica del rendimento e del rapporto delle potenze; massimo lavoro del turbogas e massimo rendimento nel caso di post-combustione. Schema di gruppo a due livelli di pressione. Diagramma T-s. Espressione analitica del rendimento di conversione. Andamento del rendimento di recupero in funzione del rapporto tra la portata di bassa pressione e la portata al condensatore. Individuazione del criterio ottimale per la ripartizione delle portate e della temperatura di scarico dalla caldaia a recupero. Criteri generali di ottimizzazione e di progettazione conseguente.
8) Le turbomacchine a fluido comprimibile. Grandezze statiche e totali. Equazioni del moto dei fluidi per condotti mobili. La velocità del suono, regimi di moto. L'efflusso di un fluido comprimibile da un ambiente a stato fisico definito. Il chocking. L'andamento delle aree di passaggio attraverso un condotto di portata assegnata a seconda del regime di moto: equazione di Hugoniot. Equazione di Eulero e alle differenze di energia cinetica per una schiera rotorica. Lo stadio ad azione: i triangoli di velocità, il lavoro massimo, rappresentazione degli stati fisici sul diagramma entalpico. Lo stadio a reazione delle turbine assiali; triangoli di velocità, grado di reazione, lavoro massimo, rendimento total to total, , rendimento total to static, rappresentazione degli stati fisici nel diagramma entalpico.
9) La turbina di De Laval e limiti del salto entalpico smaltibile. La ruota Curtis e triangoli di velocità. Valutazione del rendimento per uno due e tre salti di velocità. La turbina a salti di pressione e il fattore di recupero. La turbina a reazione. Limiti sulla portata in volume all'ingresso e all'uscita di una turbina a reazione. Le turbine miste e a doppio flusso.