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

G
Appendici
1
C
S
Wt
4
T
U
5
G
2 3
Soluzione
Domanda 1: La temperatura ideale e reale in uscita dal compressore sono date
rispettivamente da
T
R/
c p
⎛ p ⎞
2
2i
= T1⎜
⎟ =
p1
⎝
⎠
T − T
= + =
η
2i
1
656.3 K ; T T
2 1
c
708.7 K
Domanda 2: La potenza termica in camera di combustione è data da
Wt
= G( h3 − h2) = Gcp
( T3 − T2)
= 43.98 MW
Domanda 3: La temperatura in uscita dalla turbina si ottiene uguagliando la potenza del
compressore a quella della turbina
Gcp
( T3 − T4) = Gcp
( T2 −T1) → T4 = T3 − ( T2 − T1)
= 987.6 K
Domanda 4: La temperatura in uscita dall’ugello si ottiene dal bilancio energetico dello
stesso
w
w
Gh G ⎛ ⎞
⎜h ⎟ Gc T T G
⎝ 2 ⎠
2
2 2
5 5
4
=
5
+ →
p ( 4
−
5)
=
da cui
T
w
= T − =870.6 K
Domanda 5: per ottenere la pressione in uscita alla turbina consideriamo il fatto che
l’espansione nell’ugello è isoentropica
p
cp
/ R
⎛T
⎞
4
4
= p5⎜
⎟ =
T5
⎝
⎠
0.6 bar
5 4
2
5
2 c p
Domanda 6: la temperatura ideale di uscita dalla turbina è data da
T
R/
c p
⎛ p ⎞
4
4i
= T3⎜
⎟ =
p3
⎝
⎠
T − T
η
T
= =
T − T
589.6 K e quindi il suo rendimento isoentropico vale
3 4
Domanda 7: la velocità del suono in uscita all’ugello è data da (per un gas ideale)
c
w5
= kRT = 591.4 m/s, per cui si ha M c
5 5
5 5
5
3 4i
0.54
= = 0.82 (il moto è subsonico, non è quindi
necessario un ugello di De Laval)
Domanda 7: la sezione ed il diametro di uscita dell’ugello si ricavano da
2
5
G
5w5 A5 5w π D
1 p5
=ρ =ρ
5
dove
5
4
ρ = v
= R T
=0.16 kg/m 3 , da cui infine 4G
D = = 0.97 m
5
πρ w
ESERCIZIO C.39 (2003 - Per l’anno 2003 si dovevano risolvere almeno due esercizi tra i
tre proposti)
Una turbina a vapore a contropressione è alimentata da un generatore di vapore a ricircolo
secondo lo schema rappresentato in Figura 3. In particolare, nel separatore S la miscela
liquido-vapore in uscita dal fascio evaporatore 2-3 viene separata in vapore saturo secco (che
5 5
b-90