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061473/090856 - Macchine (a.a. 2016/17) Nome: Matricola: Data: 01/02/2017 Prova da sostenere: ⇤ I parte ⇤ II parte ⇤ Prova completa Parte B (11 punti su 32). Punteggio minimo: 5/11 . Per chi sostiene la prova completa ` e richiesto lo svolgimento degli esercizi 1 e 2, per chi sostiene la seconda prova in itinere ` e richiesto lo svolgimento degli esercizi 2 e 3 Esercizio 1 (5 punti) Una centrale idroelettrica sfrutta un salto utile Hu = 124 .15 m per produrre una potenza Pel = 35 .8 MW con una portata nominale Qnom = 32 .7m 3/s, per la quale le macchine sono ottimizzate. Il generatore elettrico ha un rendimento (comprese le perdite meccaniche per attrito) ⌘oe = 97% e ruota a 500 giri/minuto. Le turbine sono di tipo Francis, identiche fra loro e collegate in parallelo. Ci sono 4 turbine in totale. La girante ` e definita con: - rapporto b1/D1 =0 .160 - Diametri massimo e minimo della sezione di uscita: D2 =0 .6m , d2 =0 .4m 1. Si calcoli il diametro della turbina in condizioni nominali, sapendo che velocit` a e diametro specifici sono legati dalla relazione: Ds =3 .06 · ! 0.75 s 2. Si calcolino i triangoli di velocit` a in ingresso alla girante, in condizioni nominali, sapendo che in tale configurazione la velocit` a allo scarico ` e puramente assiale 3. Si calcolino i triangoli di velocit` a in ingresso e in uscita alla girante nel caso di funzionamento parzializzato a Qtot = 20 m 3/s, supponendo che il modulo della velocit` a assoluta v1 non cambi rispetto al caso precedente e che le perdite per incidenza sulle pale siano trascurabili. Si confronti il rendimento con quello del punto 2. Esercizio 2 (6 punti) Si consideri una micro-turbina a gas per la produzione di potenza elettrica che operi secondo un ciclo Joule-Brayton. Il sistema si compone di un compressore…