17385 - SISTEMI ENERGETICI L

Contenuti

-        Richiami. 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.

-        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.

-        Gruppi turbogas bialbero. Schema e principio di funzionamento.

-        Influenza della temperatura ambiente sulle prestazioni di un gruppo TG. Regolazione nei gruppi turbogas e principali strategie di gestione del gruppo.

-        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.

-        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 degli spillamenti in un gruppo a vapore (grado di rigenerazione), influenza dell'abbassamento della pressione di condensazione di un gruppo a vapore. 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.

-        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.

-        Il generatore di vapore. Schema e principio di funzionamento. Percorso acqua e percorso fumi. Il problema della temperatura dei fasci vaporizzatori e del DNB. 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.

-        Gruppi a ciclo combinato gas-vapore. Schema di impianto di un 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. Influenza sul rendimento dell'adozione del risurriscaldamento. Influenza sul rendimento dell'adozione degli spillamenti. Impianto combinato con post-combustione, valutazione analitica del rendimento; massimo lavoro del turbogas e massimo rendimento nel caso di post-combustione.

-        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, rappresentazione degli stati fisici nel diagramma entalpico. Confronto. 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 rendimento 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. Il compressore centrifugo e assiale: Triangoli di velocità di un compressore centrifugo e curva di prevalenza. Diagramma h,s per uno stadio di compressore centrifugo.

-     Le turbomacchine a fluido incomprimibile. Turbina Pelton, triangoli di velocità e condizione di massimo lavoro. Indice caratteristico, velocità specifica e diametro specifico; diagramma di Balie. Turbina Francis: triangoli di velocità ingresso e uscita. Il diffusore presente in una turbina Francis e il recupero cinetico e geodetico. La cifra di Thomà. Turbina Kaplan: triangoli di velocità al mozzo e alla periferia. Turbina ad elica e diagramma del rendimento in funzione del carico.

Testi/Bibliografia

G. NEGRI DI MONTENEGRO M. BIANCHI A. PERETTO SISTEMI ENERGETICI E LORO COMPONENTI II EDIZIONE.  PITAGORA EDITORE

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame Orale

Orario di ricevimento

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