Esame completo di Sistemi Energetici L per il corso di Mechanical Engineering presso Politecnico di Milano. Materiale proveniente dall’archivio storico Studwiz e classificato per la consultazione online.
Esame completo di Sistemi Energetici L per il corso di Mechanical Engineering presso Politecnico di Milano. Materiale proveniente dall’archivio storico Studwiz e classificato per la consultazione online.
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Dati: Temp. ingresso compr. = 40 °C Press. ingresso compr. = 2 bar Rapporto compressione 3 DTmin. rigeneratore = 50 °C TIT = 900 °C eta,is_c = 0.80 eta,is_t = 0.85 eta,mecc = 0.99 eta,el = 0.97 Pel = 1 MW MM = 4 kg/kmole cp = 5.2 kJ/kg/K cv = cp - R/MM = 3.122 kJ/kg/K gamma = 1.666 1) Bilancio energia compressore: Tin_c = 313.15 K Tout_c,is = Tin_c * beta^((gamma-1)/gamma) = 485.81 K = 212.66 °C Tout_c = Tin_c + (Tout_c,is - Tin_c) / eta,is_c = 528.97 K = 255.82 °C Wpale_c = cp * (Tout_c - Tin_c) = 1122.3 kJ/kg Bilancio energia turbina: TIT = 1173.15 K TOT,is = TIT * beta^((1-gamma)/gamma) = 756.21 K = 483.06 °C TOT = TIT - (TIT - TOT,is) * eta,is_t = 818.75 K = 545.60 °C Wpale_t = cp * (TIT - TOT) = 1842.9 kJ/kg Wel = (Wpale_t - Wpale_c) * eta,mecc * eta,el = 692.0 kJ/kg m_fluido = Pel / Wel = 1.445 kg/s 2) Tout,rig cold fluid = 495.60 °C Qin = m_fluido * cp * (TIT - Tout,rig,coldfl) = 3038.8 kW eta,el plant = Pel / Qin,cycle = 32.91 % 3) U rigeneratore = 100 W/m2/K = 0.100 kW/m2/K Qrig = m_fluido * cp * (Tout,rig - Tin,rig) = 1801.8 kW Dato che ai due lati dello scambiatore si ha la stessa capacità termica, il DT rimane costante lungo lo scambiatore --> LMTD = TD Superficie rigeneratore = Q / U / TDrig = 360.4 m2 4) Urig,foul = 70 W/m2/K = 0.070 kW/m2/K Bilancio energia: Qrig,foul = mfl * cp * (Tcoldfl,out - Tcoldfl,in) (eq. 1) Equaz. scambiatore: Qrig,foul = Ufoul * A * TD,foul (eq.2) TD,foul = Thotfl,in - Tcoldfl,out (eq.3) Per sostituzione --> mfl * cp * (Tcoldfl,out - Tcoldfl,in) = Ufoul * A * (Thotfl,in - Tcoldfl,out) Tcoldfl,out = (mgas*cp*Tcoldfl,in + Ufoul*A*Thotfl,in)/(mgas*cp + Ufoul *A) = 479.09 °C 5) T0 = 25 °C = 298.15 K Compressore: Ds_c = cp * ln(Tout/Tin) - R/MM * ln(pout/pin) = 0.4426 kJ/kg/K DEx_c = m_fluido * T0 * Ds_c = 190.71 kW Scambiatore Qin:…
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