Esercizi, Metodi di rappresentazione

2^a prova 2012 / 13-02-2013

SEZIONE A - ENERGETICA

Impianto con turbina a gas

CICLO A GAS

CICLO RANKING COMBINATO

_ma = 80 kg/s aria (M_M = 28 g/mol)

_p = 15 = _p2 / _p1

T₃ = 1280°C = 1553,15 K

IPOTESI:

T_A = 15°C = 288,15 K

P_atm = 1 bar = 1000 hPa = 100000 Pa

_t = 0,8 (_h3-_h4 / _h2-_h1)

_c = 0,85 (_h3=_hc / _h4=_hc)

(^P⁄_P)_vapore = 0,05

(^P⁄_P)_cond = 0,20

PCI_gas = 50 MJ/kg

λ = 45 (Y_comb/Y_aria)^-1

1. T₁ = 288.15 K

P_A = P_max (1 - ΔP_m/_pmetro) = 0.95 bar

2. 2 → da compressione isoterapica dell'aria.

R = 8.314 J/(kg mol) = 8.314 J/(kg mol)

PV = nRT

^PV/_MM = ⁿ/_MM RT

^J/_{mol h} = J/(kg K)

P·V·J = n ^R/_MM T

^P/_ρ = R* T

R*_aria = ^{8314 J/(kg_mol K)}/_{23 kg/mol} = 286.7 J/(kg K)

P₁ = ^P₁/_{R* T1} = ^{95000 Pa}/_{286.7 J/kg K · 288.15 K} = 1.15 kg/m³

P₂ = β·P₁ = 14.25 bar

Cromo = 7/2 R* = 1003.45 J/kg K

Cromo = 5/2 R* = 716.75 J/kg K

punto 3^o

P₃ = 12,825 bar

T₃ = 1453,1 K

P_t4 = P_amb = 1,052 bar

η_1^Dt / P_utile

T₄ = T₃ (P₄ / P₃)^n-1/n = 714,27 K (= 441,12^oC)

T_u = T₃ - (T₃ - T₄) η_{1^smT = 626 K (= 552,85^oC)}

P_au = m_je Cycle * (T₃ - T_u) = 62,063 MW

potenza elettrica TG

W_el = (P_au - P_pompa) η_el = 27,73 MW

η_el = W_el / ℓ_w = 32,62%

Δs = 7,218 kJ/kg

6. Calcolo di inizio della Turbina:

P6 = Pond = 0,006 MPa

T6 = 36°C

Δs6 all'uscita di una turbina, espansione isentropica

Δsiso = Δs = 7,218 kJ/kg K

s deno conosci il titolo del vapore, per calcolare il Δhoriso dell'ept. indipendente dalla tabella, per Pconr, Tecond.

Δh6 = 151,1 kJ/kg

Δhvap = 2566,7 kJ/kg

Δfs = 0,5184 kJ/kg K

Δvs = 8,3331 kJ/kg K

Δhiso = Xhiso Δvs + (1-Xhiso) Δfs

Δhiso - Δhes = Xhiso (Δvs - Δfs)

Xhiso = (Δhiso - Δfs) / (Δvs - Δfs) = 7,218 - 0,5184 / 8,3331 - 0,5184 = 0,8573

Q con = Xcon Δ vs + (1-Xcon) Δfs = 2222 kJ/kg

ΔR con = hs - hcon = 1233 kJ/kg

ηiso ≈ 0,85 ⇒ Δ RT = Δhisi η = 1174 kJ/kg

Rg = hfs - Δ R con = 2417 kJ/kg

Calcolo dei punti termodinamici del ciclo a R134a

1. Vapore umido/saturo all'uscita dell' evaporatore (X=1). T_evap = 0°C

   TA = T_evap + ΔT_SH = 2°C

   T_evap = 0°C

   P_evap = 2,33 bar = P₁

   P₁ = 2,33 bar

   T₁ = 2°C

   V₁ = 0,020 m³/kg

   ρ₂ = 14,29 kg/m³

2. Vapore umido/saturo all'uscita del compressore (X=2).

   T_cond = 40°C

   P_cond = 10,17 bar = P₂

   P₂ = 10,17 bar

   η_isof = 0,7

2^a Prova 2011 - 22/02/2012

Sezione A - Energetica (Cor.m²)

Ciclo Rankine SH e Rigenerativo

V_turbina = 100 MW

• P₁ = 80 bar
• T₁ = 680°C
• P₃ = 7 bar
• T₄ = 440°C
• η_C1 = η_TR = .92
• η_p = η_p2 = .9
• (P_i / P₂) = 0.3
• P_cond = 0.1 bar
• P_Z = 20 bar
• P₅ = 3 bar

P_M = 80 bar

T_M = 205°C

8) Liquido proveniente all'uscita della 1^a props. P₈ = 0,3 MPa

cio_ps = V_f • DP = 1,01 • 10^-3 m³/Kg • (0,3-0,01) • 10⁶ N/m² = = 1,01 • 0,29 • 10^-3 J/g = 0,293 J/g

c_isops= c_ione c_vus = = 0,325 J/g

C8 = h₃ + c_isops = = 132,315 J/g

9) z_---> rieslato del movimento dieletico dei punti B, 13 e 5. però non capisco cosa devo, perché io devo sapere le polarità umide.

________

Entrata capaci calcolose rifle gli que xi dellac non questa questo casa del liquido esterno salute P. (non righe de ad una conè malloc)

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Z_---> PV VS LS 10 Pz

P = 3 bar

T = 133,58°C

h = C_iso (3 bar) = 567,53 J/g

Bilanci di potenza

We=108⁰⁶⁷ kW

Wp=23 kW

Wpz=858 kW

Wsc=105³⁰⁵ kW

Wscp=23,7 kW

Wscpz=876,6 kW

tot sc=105⁰⁰⁶ kW

Qin=m_in(h_4-in - h_4s) + m_sc(h_2s-h_3s = 270¹³³ kW

Qout=m_G(h₇-h₆)=165⁰³³ kW

BILANCIO CICLO VAPORE:

Qin+Wp=Qout+Wt

277⁰⁷⁵ 277¹⁰⁶ 221

η_ciclo=Wa-Wus/Qin=0,388

η_totale=Wes/Qin=0,562

max=480°C=753,15 K | η_c=1 - T_min/T_max=0,5764

T_min=T_cond=45,85°C=315 K

η_lc=η_inc/η_c=0,673

η_iciclo= η_inc/ η_c= 0,628

14-09-2011 / 14-09-2011

SEZIONE A - ENERGETICA (TEMA N°7)

CICLO RANKINE / TORRE EVAPORATIVA

_(Qinp)

W₅₀ = 350 MW

P₁ = 65 bar

P₂ = 0,15 bar

T_A = 500°C

T_B = 45°C

T_A = 33°C

T_me = 25°C

T_out = 35°C

φ_in = 50%

φ_out = 98%

W_aux = 10 MW

η_el = 0,38

η_cdp = 0,38

TA = 40°C

TB = 25°C

Q_cond = 10.000 kW

T_in = 25°C

ϕ_in = 50%

X_in = 9,5 g/ Kg AS

R_in = 50 Kj/ Kg AS

T_out = 35°C

ϕ_out = 38%

X_out = 35 g/ Kg AS

R_out = 125 Kj/ Kg AS

m_a = Q_cond / (R_out - R_in)

m_a = 10.000 Kj/ s / 75 Kj/ Kg AS = 133,33 Kg / s

Δm_acqua = m_a (X_out - X_in) = 3,400 Kg / s

H₂O raccolta alla base, da fare entrare nel trofolatore mediante equivalente perdita di energia