Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e ... - Valentiniweb.com

Cap. 4. I sistemi aperti a regime
di facile valutazione solo nel caso di gas ideali e, a giudizio di chi scrive, non è
particolarmente significativo. Il lettore interessato è rimandato al cap.2 del testo di Della
Volpe.
Compressione multistadio
Abbiamo già accennato che è tecnicamente difficile realizzare compressori monostadio per
elevati rapporti di compressione. Si può vedere inoltre facilmente sul diagramma p-v (vedi
Fig.5) che è vantaggioso refrigerare il fluido tra uno stadio e l’altro di compressione (la
refrigerazione si può considerare isobara): in questo modo si ottiene infatti una riduzione del
volume specifico del fluido stesso e quindi un risparmio nel lavoro specifico dello stadio di
compressione successivo. L’insieme della macchina può essere schematizzato come in Fig.6.
Il refrigeratore intermedio è detto in inglese intercooler.
lavoro nell'isoterma
lavoro nell'adiabatica
p
lavoro risparmiato
2it
2 2ad
i"
i'
1
Figura 5. Lavoro di compressione reversibile in un compressore a regime sul diagramma p-v.
Nasce quindi il problema di quale sia la suddivisione ottimale del rapporto di compressione
tra i vari stadi della macchina. Limitiamoci a considerare il caso semplice di una
compressione isoentropica a due stadi di un gas ideale con c p costante, in cui l’intercooler
riporti il gas alla temperatura iniziale. Il lavoro di compressione è dato semplicemente dalla
somma di quelli relativi ai due stadi, ovvero, dato che T i” = T 1
dove
W '
m
a
a
l '
12
= = c
p( Ti
'
−T1
) + c
p( T2
−T1
) = c
pT1
( rpA
−1) + c
pT1
( rpB
−1)
(4.10)
G
a
R
p
p
p
i 2
2
= ; rpArpB
= =
(4.11)
cp
p1
pi
p1
v
4-12