Cicli termodinamici

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ESERCIZIO 1 Una turbina a gas opera secondo un ciclo Brayton (p er i calcoli seguenti si faccia riferimento al ciclo ad aria standard, peso atomico 28.8) con un s istema di inter-refrigerazione produce una potenza elettrica netta di 100 MW. Prevede infatti due compressori, fra i quali è posto uno scambiatore di calore, che eseguono: una prima comp ressione da una pressione iniziale di un’atmosfera e temperatura iniziale T 1 di 27°C con rapporto di compressione β= 7, un raffreddamento del fluido alla temperatura iniziale T 1, una seconda compressione con rapporto di compressione β= 7. Successivamente il fluido è riscaldato, tramite combustione di metano, fino alla temperatura massima T 5, di ingresso in turbina, pari a 1650 K. Si calcoli: • la temperatura all’uscita dal primo compressore T 2 = ______________ • il calore specifico da fornire al ciclo q = ________________ • la temperatura all’uscita della turbina T6=_______________ • la portata di aria processata da ciclo m& =_______________ • il rendimento del ciclo η = _______________ SOLUZIONE ESERCIZIO 1 T1 300,00 K beta1 7,00 P1 1,00 bar beta2 7,00 T2 527,47 K k 1,40 P2 7,00 bar teta 0,29 T3 300,00 K Cp 1,00 KJ/(KgK) P3 7,00 bar Pee 100,00 MW T4 527,47 K P4 49,00 bar lc1 227,47 KJ/Kg T5 1650,00 K q2-3 227,47 KJ/Kg P5 49,00 bar lc2 227,47 KJ/Kg T6 533,74 K q4-5 1122,53 KJ/Kg P6 1,00 bar lt 1116,26 KJ/Kg l net 661,32 KJ/Kg m 151,21 Kg/s rend 0,59 ESERCIZIO 2 Un ciclo Rankine ipercritico opera fino ad una pres sione di 30 MPa e alla temperatura di 600°C. Il vapore espande nelle turbine di alta e media pressi one sino alla pressione di 5 MPa e viene risurriscaldato fino a 500°C. Il vapore viene quind i espanso nella turbina di bassa pressione fino a 10 KPa. Si determini: il titolo del vapore a fine e spansione X…