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Corso di Sistemi Energetici L Esame del 1-7-2017 1. Un processo industriale produce 50 kg/s di olio a 320°C che è utilizzato come sorgente termica per un ciclo a vapore. Il flusso di olio caldo (flusso A in figura) è prima raffreddato in un evaporatore shell and tube nel quale si produce vapore saturo e poi in un economizzatore, dove l’olio è raffreddato a 220°C (flusso C) prima di tornare al processo industriale. Il calore specifico dell’olio è 2.9 kJ/(kg K) e può considerarsi costante. La turbina a vapore è alimentata con vapore saturo a 20 bar (flusso 4). La temperatura di condensazione del ciclo è 50°C. L’acqua in uscita dal condensatore è pompata da una pompa e inviata all’economizzatore. Qui l’acqua è riscaldata ed alimentata all’evaporatore, con un ∆T di subcooling di 20°C rispetto alla temperatura di evaporazione. Il calore specifico medio dell’acqua tra l’uscita dell’economizzatore e l’evaporatore è di 4.5 kJ/kg K. Le perdite di carico dell’acqua attraverso l’economizzatore sono pari a 5 bar, mentre sono trascurabili nell’evaporatore. Assumendo opportuni valori per eventuali dati mancanti, si chiede quanto segue: a) Calcolare l’entalpia dell’acqua all’ingresso dell’economizzatore dopo la pompa. (5) b) Calcolare la portata di vapore prodotto. (5) c) Calcolare la temperatura dell’olio tra l’evaporatore e l’economizzatore (flusso B). (5) d) Tracciare il diagramma T-Q dei due scambiatori di calore. (10) e) Calcolare la superficie di scambio di evaporatore ed economizzatore, sapendo che il coefficiente di scambio termico dell’olio è 400 W/m 2K, quello dell’acqua evaporante è 10’000 W/m 2K e quello dell’acqua nell’economizzatore è 4’000 W/m2K. (10) f) Si calcoli la potenza elettrica netta del ciclo, considerando zero perdite di cari co attraverso la valvola di…