Esercizi svolti di Sistemi energetici

TEMI D'ESAME SISTEMI ENERGETICI

Impianto cogenerativo

MA = 90 ton/h_R = 25 Kg/L

PA = 70 bar

TA = 570°C

QA = 3578,7 Kj/Kg

PB = 100 bar

TB = 180°C

QB = 767,8 Kj/Kg

Q_IN = MA (QA−QB) = 70 ⋅ 27,5 MW

Q_cond = 17.000 kW

P_turbine = 1700 kW

Q_ite = Q_IN − Q_cond − P_turbine = 52.072,5 kW

η_t = Δ P_t + Q_ite / Q_IN = P_t + Q_ite/ N_t

Q_chim=

77 720 \mu W_i

Pd = Q_chim - Q_{i - 9.75 = 18 420 \mu W}

Q_vnt = 52 074.75 - 18 420 = 32 657.5 \mu W

\frac{Q_{vnt}}{Q_{chim}} = 0,9062

nL

= \frac{\eta_i - \eta_e}{n} = 0,62

IRE = 1- \frac{1}{\frac{\eta_cd + \eta_cd}{iness}} = 2- _{= 0.0217}

Orientoso Simone 03/02/2010

Emissioni Inquinanti

Confronto tra due centrali da par pectors (400 KW) peatria -

1. Ciclo continuato \gamma = 56 %
2. c_Nox = 25 mg/Nm³ dry@ 15 % 0₂
3. Le normoni specifiche
4. centrale industry \gamma = 40 % c_Nox = 150 mg/Nm³ dry@ 31 % O₂
5. Costruito delle controlled gas naturale

qusto valore

fac valontà lono lo stesso Y del z diché

con cui dire che la combustione di desazi 1 e l'elemeta

con lo des szione di O₂, e qundi il rapporto delle

massse di gas ugule al rapporto del potare ot combusible.

Quando il Y di 0,2 si esje, il CC creato meno par g/m³

parlé anche al prodotto di g/ O₂ guid l'unaxo cobale di 10 x

e deposino interrotto il ciclo a vapore.

m_max CC / m_max CV = 0,7 / 0,71₆₃ = 0,5

Aprinse delle ostrelte | res

lavoro a des 0,1163 etta rese fac valati.

Querto 1 esone 1/03/2010

CICLO COMBINATO COGENERATIVO

ciclo a vapore, annetto euriemote, condatore e bulli di campor.

Calcolo del dimensionato fluido pergetto

V_felp = 4 m³/h

L_W = 4 x 1000 Kg/s / = 1,11 Kg/s 3600

Tout H₂O = 20°C

La mcqia1 se ch tout H₂O e il calor di condensazione e in banno dispers so numai aental della cali land o e il dell conduttivo sensile. Ne1 cun e un pallere loper hirrio paril e mcqia e fatto in logoritmo

NTU = U.A = U.A C_MIN min claio = 1,5765 l/Kq = 0,333237 1,111 Kg/s . 4700 l/Kg/°C ε = 1 - Exp(NTU) = 0,287723

ε = Δ aqualor = min cplic(Tout-Tin) Δaq00 = voi Cpal (Tout-Tin) Qout = Tout +ε(emer+-1n) = 28,83°C

Nel bruciare completamente una mole di GPL emntando O₂, tutti gli atomi di carbonio e anidride non si conosce la reazione

C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O     (65% v.)

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O    (35% v.)

quindi M_O2 = 0,65·5 + 0,35·13/2

Gpl M_O2 = 5,525

Non rocorre 5,525 mol di O₂, per ciascun combustolo in un molle di GPL.

i_gpl = i_gpl (kg/h)/60

Mp(gpl) (kg/kmol)

M_O2ST = 5,525 M_gpl = 0,00511 [moli/s]

M_in O₂ = M_O2ST (1 + E)

(Ecce d'uino (in base molecole vol minimali))

in aria

M_inaria = M_O2

X_{O 2} libera

= 0,03/0,20 mol/s = 0,1535 mol

La potenzialmente lo convertiamo X e non in poco simulino

M_aria = M_in (M_in aria)

= 4,604 kg/

28,80Ug finiti

hr2 = hr1 + Crs.w - Ar

= 433,685 kJ/kg

Note:

Lic = ṁ_H2O (hr2 − hr1) * 0 ṁ_af − ic C₂ = AH ṁ_H2O = 0,123 kg/s

Q̇_evap

= ṁ_H2O (hr1 − hr4) = 27,354 kW Q̇_cond = Q̇_evap + L_ic = 27,354 kW

Il bilancio di calore

COP_R = Q̇_cond / L_ic = 5,7765 COP_st = Q̇_evap / PAG = 4,506

Bilancio alla raccolta di calore dell’evaporatore

Q̇_evap = 27,354 kW T₄ = 0,67°C T₁ = 3,67°C

Q̇_ic = ṁ_H2O [B.J1(P_ic1 - PJc) ] = 0,123 (338 − 230,615) = 21,717 kW (è la raffi poli dellcalore)

As

As = As - (Cb - Cs - 1 - #Tv - BF) = 2782,56 kg/h / kg

PUNTO 6

- liquid ratio sull’uscita del condensore

CB - Cs (0.081 = 173,3 kg/h / kg

Qcond = mscond if (Cs - CB)

Δt cond - KGOO = 12,000 kW

mscond = Cs - CB

= (2782,56 - 173,3) kg/h / kg = 5.84 kg/h

msol = msol = msol = msol - msol = 5.62 kg/h

PUNTO 8

- liquido ratio sul’uscita del rato termico

Ts = 100 C

Ps = 6 bar

Ag = Cg(Ts) + Cg (Ts) (P8 - PA8(Ts1))

con Cg (100 C) = 43,065 kg / kg

m (100 C) = 0,0010 (4,27 mol /h / kg

Pas (100oil) = 1.01 32 bar

= 513,065 kg/ kg + 0 * 001067 (6 - 1,01333) * 10 Pa / t000kg

= 48.65 kg h / kg

equ è riequilibra il misro emarginato la LI cello silur “iti una : AGGw_Bilancia energetic” all Tv cellul aTis

Prole Tv = Mrsol (CB - CB + mscond (CB CL)=

= 15, N (33 a 173-273/19)+

+5,63 (273 +13 228,6

= 313,14 KW

P = 24 bar

T = 30 °C

V_α = V_α(P, T) è liquido sottoraffreddato

Calcoliamo l'entalpia in due stadi:

• V_α = V_α(30 °C) + V_l(30 °C) * (P_α - P_sat (30 °C)) = 123.664 + 0.001043 (24 - 0.04261) * 10⁵ / 1000 = 178.07 kJ/kg
• Con le proprietà della tavola la compressione onde il liquido sottoraffreddato è non sempre più fluido (oltre 50 °C)

m_α = 480 kg/m³ * 0.1333 kg/m³

• PCI = 41 MJ/kg
• T_amb = 25 °C
• Ξ = 30 %
• T_camp = 160 °C
• C_pgc = 1.12 kJ / kg K
• Q_lost = 8.5 MW

In serie attribuire il processo di conduzione al calorico per rendere grad Il calore le afflusso del vapore residuo all'acqua per espansore e umidificatori.

Q_comb = m_α * PCI = 56.6667 MW

Aria, H₂O_in

COMB

UAT OUT

(flange amplificate)

Q_lost

G_C (T_camp)

inc

H₂O

m_α * C_pgc (T_camp) + Q_lost

In serie attribuire il processo di conduzione al calorico

Dt_ad=

^{Dt₁ - Dt₂} ln ^{Dt₁ Dt₂}

Dt₂ = Dt₁ + 5°C Si può risolvere per via grafica o usare il metodo E-NTU. Tentiamo la risoluzione per via analitica.

^{Dt₁ x} Dt₂ y

Y = x + 5 5,0266 ln (^x/y) = x - y

5,0266 ln (^x/(x + 5)) = x - ( x + 5) ln (^x/ (x + 5)) = -0,83155

^x/ (x + 5) = e^-0,83155

x = a x + 5a x (1 - a) = 5a con a = e^-0,83155 ~ 0,4367

x = 7,843 N = Dt₁ y = 7,843 N = Dt₂

Quindi T_wu = 4,843 N T_ww = 3,463 N