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Cap.7 - I cicli termici delle macchine motrici
p T h s
bar K kJ/kg kJ/kg K
1 1 293.15 0.0 0.8598
2 6 538.1 246.1 0.9557
3 6 1473 1185.2 1.9672
4 1 941.8 651.6 2.0322
Il rendimento di primo principio vale
T ⎛ ⎞
3
1 ⎜
ηt
− 1−η
⎟
t
+
a
T
1
1
⎝ rp
η = −
⎠
= 0.306
a
T r −1
3 p
1−
+
T1
ηc
e quello di secondo principio
η η
ε = = = 0.38
η T
Carn 1
1−
T3
La potenza meccanica utile è data da
W '
mu
= G c
p[ ( T3 −T4
) − ( T2
−T1
)] = 144kW
La potenza termica ceduta in caldaia si ottiene da
Wtc
= G c
p
( T3 −T2
) = 470 kW
ed infine la PMU è data da
G
PMU = = 3.49 kg/MJ
W ' mu
Il rapporto di compressione ottimale che massimizza il lavoro specifico (o minimizza la
PMU) è dato da
1
⎛ T ⎞
a
3
p OTT , PMU
=
⎜ η
c
ηt
⎟ =
T1
r
9.49
⎝ ⎠
e, ripetendo i calcoli, risulta η = 0.351, ε =0.44,W’ mu = 150 kW, W tc = 427 kW, PMU = 3.35
kg/MJ. Le proprietà del fluido nei punti chiave del ciclo sono riportate nella seguente tabella
p T h s
bar K kJ/kg kJ/kg K
1 1 293.15 0.0 0.8598
2 9.49 623.7 332.0 0.9723
3 9.49 1473 1185.2 1.8356
4 1 844.3 553.6 1.9223
Infine la potenza teorica massima ottenibile dai gas di scarico si può calcolare tramite il
bilancio di disponibilità (v. Cap.6), e corrisponde a quella di un processo reversibile che
riporta i gas di scarico allo stato morto (convenzionalmente T 0 = 298.15 K, p 0 = 1.013 bar)
W' m ,max
= G( a f ,4
− a f ,0 ) = Ga f ,4
= G⎡⎣
( h4 −h0 ) −T0 ( s4 −s0
) ⎤⎦
P.Di Marco – Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e Macchine Termiche 7-33