Sistemi energetici - esame svolto giugno 2012

Esame 26/06/2012

Quesito 1

Dati

Acqua:

• ṁ_IN = 900 m³/h = 250 kg/s
• T₄ = 2°C
• ṁ_REINT = 1.6 kg/h_H2O
• T_REINT = 25°C

Aria:

• T_bs = 27°C ψ = 50% IN
• ṁ_ARIA = 380000 m³/h
• T = 18°C
• ψ = 200%

Condizioni termodinamiche dell'aria

IN:

• T_bs = 27°C
• ψ = 50%
• T_bu = 22°C
• R_IN = 61.2 kJ/kg
• v = 0.87 m³/kg
• X = 22.5 g_gas

OUT:

T_b = 38°C = T_bu = T_bn

ψ = 100%

x = 0,622

P_vs(T_b) = 10

A = 7,5

β = 233,7

C = 6.11

P_vb(T_b) = 66,034 [P_b]

= 0,0633 bar

υ = 0,943 km³/s

R_a = 287,06

T = [K]

x = [y_hlo]

P = P_tot [P_B]

h_B = 121,935

CALCOLO DELLA PORTATA EVAPORATA E REINTEGRO

ṁ_eva = ṁ_n(X_OUT - X_IN = 3,47 kg/s

ṁ_rei = 1,6 ṁ_eva = 5,55 kg/s

ṁ_n2 = ṁ_in - ṁ_H2O

= 244,65 kg/s

RENDIMENTO TECNICO DI CALDAIA

_ηTH = ^Q_ut/_ṁcPCI e _ηTH^FP = ^{Q_ut - ṁ_co PCI_co}/_ṁcPCI

Ricaviamo, dal bilancio dalla specie atomiche:

λ_ST = ¹/_XO2 (2 * X_CH4 + 3,5 X_C2H6) = 9,84 ^kvol/_kvol

λ = λ_T (1 ϵ) = 11,81 ^kvol/_kvol

λ̂ = λ^ηho/_ηhcond = 14,63 ^k_aria/_kvol

Dobbiamo ricavare

_ηTH - _ηTH^FP = ^Q_ut/_ṁcPCI - ^Q_ut/_ṁcPCI + ^{ṁ_c PCI_co}/_{ṁcom PCI}

Y_co = ^ṁ_co/_{ṁ com} = ^PCI_co/_PCIcom = ^{Y_co h_frni}/_{ṁcom PCIcom}

X_O = ^ηh_com/_ηh

=_f.u. ^{Y_co (1 λ)}/_PCIco = ^PCI_co/_PCI

= ^ηh_w/_PCO

X_O ^{ηh_w 1 λ}/_n

≥ T.O.T XOf.u. (1 λ)

= _{ηhw ^PCIco}/_PCIcom

USCITA ULTIMO STADIO TURBINA

p_E ≡ p_atm = 1,01325 bar

_2f-1 T_OUT,1Ω = [p_OUT,1ΩT_IN ]^γ-1 = 643,01 °K = 369,86 °C (p_IN )^2f-γ

RENDIMENTO ELETTRICO NETTO DEL CICLO

η_or = P_OT.EL(h_c2 + h_c1) PCI

BILANCIO 1° CONDUTTORE

ma ˙a + hc PCI (1-β) = ˙h cpc.

˙ma Cp (T_A -T_O ) + hc PCI(1-β) = ˙hf cpc (T_F -T_O )

˙ma Cp (T_A - T_O ) + ˙hc PCI (1-β) = (˙hf + ˙mc) ₢p (T_F -T_O )

˙mc = ˙hc *Cp_F (T_F - T_O) - Cp_A (T_A -T_O)PCI(1-β) - Cp_F (T_F - T_O)= hc * 1α

= hc 1142,49 560,03 * = ˙hc *438,68 - 1142,49 * 8.88560,03 kg⁄s