Esercizi Turbine a Gas (Sistemi energetici)

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DIDT2 DI K7 48Dtp 110 ta inPORTATACOMBUSTIB MIin Is4 55235 230.45impuni kgariaRAPPORTOSTEC.ttOMETBllANCl CxHyt N3.760 t 02X ft Hao 3.76 NaXtt 11ay Wa 3.763.76 17.241 2 1tXt tOs 28inWattRAPPORTOdiEQUNALENZµ 1 t.la 3406975soeclessod.at 94117.2450.6975 1E 17.24POTENZ .POTCB V.vevinaria kWTr 78Tn 22999paPOTEI in kW19340 14Tre TgARIA RAcuppoio miWear kWt 42639.28TgCRAariaPOTTA Wtapmit LA42638.4kTaTgumcp.fm UGUALIPOTTB WTBPmifvnic.pl 48kW42339TpTaFumi W.cbptw.cn 42339.92pPOTT Wtp ftp 84mnfunicp.fm kW61791TgRENDIMENTOIMPIANT NEÙ 61791.84C 28890470004.55L 288.15 101325E 387.26 253312.55il PUNTO 253312.5317.29PPaAssumendo 385.54 455962.5DOVREBBENON 37980802.35841VARIARE 1400 889587917 INTERCOOLER 1248.80 522008.31098.66 284781.9RAI3TEMPER 879.54 101325ÌNvinto Ta Ta TsTAN4 ARIACRAout280 387.26230.454.187 1.007 Ts304 273.1517129K317tCOMPRESSORE .plEsslONEP Pcmp 11 455962.51.8 PqPj 0253312.5TEMPERATURA O 41 375.3k4559625 ThisÈ 0gatto 5253312This 0.85 385.5NTiHemp

7.229375,2 03TraTiRAPP.COMPR.TO 1.852Ptot VIENEBcBpBcnpPIf UGUALEal VECCHIOtepotcB WCBP kW7822999nnariacp.la Ta Tp epotCM VVcmpnnarialqal.tt 15838 kWTs 31POTCA WCA.roin kW46141 12TaTsaria piaLa ilVARIA INTRODOTTA7 MIGLIORA PEGGIORAeRENDIMENTO PERCHÉ AUMENTAil RENDIMENTOPEGGIORA dell'ALBERO Pressla ALTAPOTENZA diIn 6132Nome e Cognome Numero di Matricolao la potenza assorbita dal compressore di bassa pressione (P1), la potenzaCorso di Sistemi Energetici: Compito 2 – 03/05/2021 CBPassorbita dal compressore di media pressione (P2), la potenza assorbita dalCMPcompressore di alta pressione (P3); la potenza generata dalla turbina di altaESERCIZIO 1 CAPDATI (P4) e di bassa pressione (P5) e quella estratta dalla turbina TP (P6);Sia dato l’impianto turbina a gas riportato in Figura TAP TBP TPPap =p 1013251 9 o il rendimento globale dell’impianto ( ).A. All’uscita della turbina di alta pressione TAP, è TAGKT 288.151presente un analizzatore di fumi che

Rileva la seguente composizione in volume, su base secca:

• p, aria B-γ 1.4 • CO = 0.0% aria
• c 1200 J/(kg K) • p, fumi CO = 3.952% γ 1.32 -
• fumi O = 15.345% γ 2 W 28.97 kg/kmol aria
• CC1 La temperatura all'uscita della W 16 kg/kmol CH4
• T6 temperatura. La perdita di pressione percentuale 2.5 -
• CBP e il rendimento della camera di combustione sono 1.8 -
• CMP p. Si trascurino le perdite di cc cc η 0.87 -
• CBP pressione all'interno dell'intercooler SC e si assuma η 0.85 -
• CMP il calore specifico dell'acqua costante pari a H2O η 0.85 -
• Dati inoltre i rendimenti isoentropici di CBP, CMP, CAP η 0.99 -
• TAP TBP TP, e, il rapporto di compressione CC η 0.88 -
• β di CBP ed il rapporto di compressione β TAPCBP CMP η 0.88 -
• di CMP. TBP η 0.9 -
• Inoltre, è nota la portata di fumi elaborata TP Δp 4% m CH
• dall'impianto. Si consideri metano (CH4) come

CCfumi 4 LHV 47 MJ/kgcombustibile. Si richiede di:

• T 1400 KTracciare il ciclo termodinamico su di un 6diagramma T-s, indicando gli stati termodinamici m 235 kg/sfumicorrispondenti ai punti da 1 a 9; T 17 °CH2O,in
• Tracciare il diagramma T-%Q per lo scambiatore T 304 K ESERCIZIO 2H2O,outSC Si assumano i dati della tabella precedente e si consideri l’impianto di riportato inc 4.1870 KJ/(kg K),H2O
• Calcolare: Figura B, dove l’intercooler è stato spostato come illustrato tra il compressorem 280 kg/sH2Oo le condizioni termodinamiche del fluido di CBP CMP.e il compressorelavoro in tutti i punti indicati;
• Si richiede di:o e ΔT SC il rapporto di compressione totale e il allo scambiatore ;
• Calcolare:TOT pp,SC o Il nuovo rapporto di compressione totale ;o m TOTla portata di aria m e la portata di combustibile in ingresso allafuela o la potenza assorbita dal compressore di bassa pressione (P ), la potenzaφ CBPcamera di combustione. Calcolare

Inoltre il rapporto di equivalenza è assorbita dal compressore di media pressione (P), la potenza assorbita dal CMP è l'eccesso d'aria ε della miscela aria/combustibile utilizzata (ricordando che compressore di alta pressione (P) CAP ε per l'eccesso d'aria, al denominatore compare α stechiometrico); stNome e Cognome Numero di Matricola horses288.15387.26 253312.5• La variazione introdotta, porta ad un miglioramento o ad un peggioramento 470.58 del rendimento dell'impianto? Spiegare brevemente e in maniera schematica 455962.5 la motivazione 455962.5400.61584.41 1443641.5 Figura B 1400 1385895.81248.75 8073944404801098.62 noises802.29 mia 230.45 inf 4.55 Esso COMPRESSORE CBPPRESSION R Pz 2533122.5101325 Pa5Pjp È TEMPERATURAT TTII K374.385 Tris2È IIs 374.380.87 288.15 7 387.26 Ncap Ta 288.15 COMPRESecn .presslonep fc.noPs Pic455962312.5 5253 8Pj 1 TEMPERATUR TISIÈAÈ Tris 084581.8te K387.26 458.08 387.26 Trio 0.85 T

470.54cm 7p 387TaTs 26TaCAMERACOUBUSTIONBILANCIOa.CH b 3.760 Na UN3.952tt CO2 gita4 15.34502 23.952C aBILANCIO 7.904ABILANCIO fa 2a2g g 46.4982b t 15.345BILANCIO 23.952 20 topb 23 249RAPPORTOARIACOMBUSTIBIL NNAI50.703.76 Wartat1 WombTEMPERATUR NILAV Ts1 toat Cnn 584l5 Fs7 K41510.99 140047000 1.00ftPORTATAARI Xnajnnap.ca stiateNini n50.7MI insintomi 235AMAcita ARIAtivinaria 230 45 KPORTATACOMBUSTIBILE rinatajiffy 4.55 Isamasse rinata Kg270ITLamassINTERCOOLE .TEMPERATURAT mtn.ro miaTa tTta CpainCitro out 470 58290.15 Ta230.453044.187 1.007280 K61400T TPCOMPRESSORPRESSIONEP Ycapetsff 556T 84k40085 TI'sft eSnsso 400.684.41in a 1443641.5PaPsE TEIfff.ioPic 455962.5vEP6PRESS.IO 0.96Po 0.96Ps 1443641 Po5 1385895.8ALBEROALTAPRESSIONETEMPERATURAT NIA sintomiTs TatoTa CpCp e e584.41 235230.45 1.007 1.2 1400400.61 Ta1248.75KTiPressioneto 1 1228.13K1248.7514000.88 7 isHttp Tg Tais 1400 ta isÈ'Ì 807394PaPtaIIIITats 1385896ALBEROBASSAPresslt.ATTemperatura Tasintomimia t

TseTpCp pifa 288.15 235 to1248.751.007230.45 1.2470.581098Ti 62Kpressioneo t 1098.62 1 1078.151248.75 K0.88 8ishttp 1248.75ThisTa this32a732 Pa440480PseI 781078.1cLPPI 1248.75 807394TPTURBINAtemperatura o. T 1101325 K769.36TaisPpj 440480 802.29K9 tetfff fjo fjjfzeMrp a.joo RAPP.COMPR. R 2514PIÈtot 1443641. 101325DtpDtp 304 K58ta 470 58 166Ts1 out 61Atp 400 290.15Ta 110 46Tic kina DTppD psonoCOMBSTECHIOMETRICORAPPORTOARIA 17.243.761µOS 2t 3.761 28inmassRAPP.diEQUN tl 0.34iar.laECCEE 1.940850 24POTENZACB Wcp.pemia kWTn 22999 78Cp TaaPOTENZ W.mnIna kW19335 50Ts TaappotlNZACA Wcap kWinac.pe Ts Ta 42653 21BENESIANOchecosa.sit.it taTBPPOTENZAmiWasp kWT 42336.66Ta 8epfumiPOTENZAUTILEEPOTENZ VIin 83 565 06Tg kWTpFuni FTp pRENDIMENTI 83565 06W 3907o4 LAVa vincono 4.55 47000TIKI 6 ecoao T8aoaoooo eaoao y .eeµBao E00 4 fao a ktr.TKt RIMANE PORTATEleche UGUALEamassDATORIMANGONO UGUALI253312 PaPs 5PzINTERCO ERTEMPERATURAT 3 miaNIKO Tta CpTa TaChao aout in 387.261.007230.45

tg290.153044.187280 eK317.29Tg TIRIMANE QUINDIUGUALE Pq sonoeRcmp UGUALI atPz e 3TEMPERATUR.ATtI tI ItjIg 375.31k1.8 ThisPj 385.55K0.85 t37fifjff.aetffs.IThemp gin TENON ALLORACAMBIACC NULLADATO cheRESTA UGUALEcompressoreca oPressione 554.58KTais0.85ftp.f fjtjf.jpe jeNcap 8g 4aII TI 1627503PaPsIÌ 7 558538554.5 455963Rapportare 573Pjcap 162750 455963B 3.571.8reap 2.5 16.065Jtot Rcmpp è RISPETTOCRESCIUTOPRIMAaPOTEN ZE STESSARIMANE laPOTENZACBTIIna kWTn 22999.78TachacappotENZACM Wcmp kW15840 63Tsnnacp.ua ticpotENLACA Vvcapnna.lt kWTs 46148.08Tae il compressla POTEN