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

Cap.14 –Principi di funzionamento delle macchine a fluido
u
c1
α
w1
c2
u
w2
Figura 14-12: Triangoli di velocità per uno stadio di turbina assiale ad azione (caso ideale).
Si impone quindi l’uguaglianza dei moduli delle velocità relative w. Ovviamente le due
velocità w 1 e w 2 non possono avere la stessa direzione, altrimenti non vi sarebbe spinta sulle
palette 2 , per cui in una turbina assiale l’unica soluzione è che la w 1 sia orientata in maniera
simmetrica rispetto all’asse.
Dalla (14.20) risulta per una turbina ad azione, essendo w1 = w2
, u1 = u2
2 2
W '
m
c1 − c2
l ' = = (14.29)
G 2
d’altra parte dall’analisi dei triangoli di velocità, Fig.14-12, risulta che w 2 ed u non sono
indipendenti, e valgono le relazioni
u
c
cosα
2
1
= c1
(14.30)
= c sen α (14.31)
2 1 1
c1
2
w1 = w2 = 4−3cos
α
1
(14.32)
2
Dove abbiamo introdotto il parametro α 1 , ovvero l’angolo di efflusso dalla palettaura fissa
(v. Fig.14-12).
Definiamo rendimento dello stadio (o rendimento interno della turbina) η t il rapporto tra il
lavoro ottenuto dallo stadio e quello massimo disponibile, dato dal massimo salto di entalpia
h − h
r,0 2
η=
t
h
l '
− h
r,0 2
nel caso della turbina ad azione, v. Fig.14-11 si ha
(14.33)
2
c1
hr
,0
− h2
= (14.34)
2
tenendo conto delle (14.29) (14.30) e (14.34), si ha quindi
2 In forza della prima equazione cardinale della dinamica, ponendosi in un sistema solidale con il rotore, se si
vuole che il fluido eserciti una spinta sulle palette esso deve variare la sua quantità di moto, che è una grandezza
vettoriale: avendo imposto costante il modulo della velocità, ne deve quindi variare la direzione.
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