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

Appendici
5. la potenza meccanica assorbita dalla pompa Po (W’ mP );
6. la portata di vapore che è necessaria per alimentare il preriscaldatore, (G s );
7. la portata di acqua di alimento (G a ).
8. la quantità di acqua nelle condizioni 6, M 6 , che è possibile produrre in un’ora di
funzionamento dell’impianto.
Tracciare inoltre la trasformazione 4-1-2 del vapore sul diagramma h-s.
Soluzione
1) Le condizioni in uscita sono determinate dalla coppia di variabili p 2 , s 2 ; dal diagramma si
ottiene
h 2 = 2916 kJ/kg, T 2 = 227 °C, x 2 = 0.98
2) Dalla espressione della potenza della turbina si ottiene direttamente la portata G, una volta
noto il salto entalpico:
W '
mT
560
G = =
= 1.29 kg/s
h1
− h2
3350 − 2916
3) Il rendimento isoentropico si ottiene confrontando il salto entalpico reale con quello ideale
(s 2I = s 1 )
h1 − h2
3350 − 2916
η
T
= =
= 0.66
h1
− h2
I
3350 − 2693
4) La potenza termica scambiata in caldaia, non avendo essa parti in movimento ed essendo
quindi nulla la potenza meccanica scambiata è data da
W TC
= G ( h1 − h4
) = 1.29 ⋅(3350
− 90) = 4205kW
notare che h 4 può essere ricavato dalle tabelle o con sufficiente approssimazione da h 4 = 4.2
T 4 .
5) La potenza meccanica assorbita dalla pompa, che è isoentropica, si può ottenere integrando
–v dp per un fluido incomprimibile. Si può assumere v 5 = v 4 = 0.0011 m 3 /kg (volume del
liquido saturo a 4 bar).
W ' mP
= − G v4( p4
− p5
) = −1.29
⋅0.0011⋅(6000
− 400) = − 7.9 kW
6) Dai bilanci di massa ed energia del preriscaldatore si ottiene
G = G + G ⇒ G = G −G
s 3 3
5
= Gs
h 2
+ G 3
h 3
s
( G − G ) h 3
G h
⇒ G h 5
= Gs
h 2
+
s
da cui infine
h − h3
605 − 84
G = G
5 = 1.29 0.237 kg/s
h2
− h3
2916 − 84
=
s
7) La portata di acqua di alimento si può determinare semplicemente dal bilancio globale di
energia dell’intero sistema:
0 = W −W
' −W
' + G h − h
tC
mP
mT
a
( )
3
6
WtC
−W
'
mP
−W
'
mT
WtC
−W
'
mT
4208 − 560
Ga
=
≅ =
= 7.9 kg/s
h6
− h3
c ( T6
− T3
) 4.2 ⋅(130
− 20)
dove di nuovo si può porre h 6 = 4.2 T 6 . e trascurare la potenza della pompa.
8) Dal bilancio di massa dell’intero sistema segue che G 6 = G a per cui
M = G t = 7.9 ⋅3600
28.5t
6 6
=
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