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

Appendici
TF
30 + 273.15
η
c
= 1 − = 1−
= 0.635
TC
550 + 273.15
Non è possibile che, a parità di temperature estreme, un qualsiasi ciclo termodinamico
(compreso il ciclo Rankine in esame) abbia rendimento superiore a η
c
.
Esercizio 6.4 (Soluzione redatta dallo studente Giacomo Garofalo)
Dati:
TC
= 25°C
TF
= 5°C
W = 10 kW
TC
Il coefficiente di prestazione della migliore macchina operatrice (ossia della macchina termica
inversa reversibile) è dato da:
TC
COP
p, REV
= = 14.9
TC
− TF
Il coefficiente di prestazione si può esprimere anche in altra forma:
WTC
WTC
COP = pREV ,
Wm
0.671 kW
W
⇒ = COP
=
m
p,
REV
Esercizio 6.5 (Soluzione redatta dallo studente Giacomo Garofalo)
Dati:
W el
= 1000 MW
G = 50 t s = 50000 kg s
Si può calcolare il rendimento considerandolo come il rapporto tra “l’effetto utile prodotto”(e
cioè la potenza elettrica ottenuta) e “la spesa sostenuta per ottenerlo”(ossia la potenza termica
prelevata dal serbatoio di energia termica a temperatura più elevata):
Wel
Wel
1000
η= = 0.412 ⇒ WTC
= = = 2427 MW
WTC
η 0.412
Il condensatore serve per scambiare la potenza termica ceduta dal sistema al serbatoio di
energia termica a temperatura inferiore; la potenza termica interessata è quindi la W TF , che si
calcola facendo il bilancio di energia del sistema:
WTF = WTC − Wel
= 1427 MW
A questo punto non rimane che fare il bilancio di energia del secondario del condensatore, qui
sotto schematizzato:
W
W
TF
TF
+ G h
= G h
(
i
− hu
) = 0
( − h ) = 4.2GΔT
u
i
L’ultimo passaggio è giustificato dal fatto che l’entalpia dell’acqua sottoraffreddata può
essere valutata con la seguente espressione:
b-40