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Corso di Sistemi Energetici L Esame del 13-7-2016 1. È assegnata la turbina a gas aeroderivative in figura costituita da un generatore di gas (gruppo turbina-compressore sullo stesso albero) e una turbina di potenza (non raffreddata) collegata all’alternatore. Sono noti i seguenti dati relativi al funzionamento in condizioni nominali: • Proprietà dei gas all’ingresso della turbina di potenza: G=20 kg/s, p=4 bar, T=700°C, c p=1.1 kJ/kg K (gas perfetto) • Composizione molare dei gas n ella turbina di potenza: N2=0.74, O2=0.14, H2O=0.08, CO2=0.04 • Potenza termica del combustibile bruciato al combustore: 15 MWLHV Si chiede quanto segue, assumendo opportuni valori per eventuali dati mancanti: a) Si calcoli la potenza elettrica prodotta dal ciclo. (10 punti) b) Si calcoli la potenza exergetica persa nell’espansione nella turbina di potenza, considerando una temperatura ambiente di 25°C. (7) c) Si consideri un assetto cogenerativo dell’impianto, in cui uno scambiatore di calore con efficacia 85% recupera calore dai fumi della turbina per scaldare a cqua surriscaldata da 90 a 120°C . Si calcoli l’indice “primary energy saving” PES (o “indice di risparmio energetico” IRE) dell’impianto, considerando per l e tecnologie di riferimento rendimenti elettrico e termico del 55% e del 90% rispettivamente. (10) d) Si calcoli la potenza prodotta dalla turbina di potenza nel funzionamento ai carichi parziali, con portata di gas di 15 kg/s. Si consideri che il generatore di gas è regolato in modo da mantenere invariata la temperatura di ingresso nella turbina di potenza (che rimane quindi 700°C) e che all’ingresso della turbina di potenza si mantengono condizioni di flusso bloccato. (8) e) Si consideri un post-combustore alimentato a propano (C 3H8) allo scarico della turbina a gas. Si…