Collection of theoretical questions

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Domande di teoria Macchine – Vincenzo Dossena 1. Spiegare se e come si può ottenere la regolazione di potenza in una turbina Pelton, e se ne discuta l’effetto sul rendimento idraulico della macchina. R: All’interno degli ugelli in una turbina Pelton sono presenti degli otturatori (spine Doble), che permettono la regolazione della portata erogata, e quindi la regolazione in potenza della macchina. (Vi è anche spesso il tegolo deviatore che permette rapidi interventi sulla portata che alimenta la ruota, intervenendo in deviazione di una porzione/totalità del getto cilindrico) Il rendimento idraulico della macchina può essere scritto: 𝜂!="#$!=%('(",$%)%)(+),-./0&)(",$%&/2, introducendo il coefficiente 𝐾3=%(",$%, si definisce 𝜂!=2𝐾3%𝜑−𝐾3((1−𝜓𝑐𝑜𝑠𝛽2). La funzione risulta essere una funzione parabolica che si annulla per 𝐾3=0,𝐾3=𝜑 e presenta un massimo per 𝐾3=𝜑/2, ovvero quando la velocità periferica U risulti essere la metà della velocità all’ingresso della girante. Il massimo del rendimento non assume comunque valore unitario dato che 𝛽2<180° sicuramente. La turbina Pelton si dice “quasi perfettamente parzializzabile” in quanto la sua regolazione in potenza non influisce molto sul rendimento della macchina. Per variare la potenza, e quindi la portata, devo agire sul diametro dei getti (traslando quindi avanti ed indietro l’ago doble), questo non influisce sul rendimento in quanto esso è funzione solamente di 𝐾3,𝜑,𝜓,𝛽2 (e gli ultimi 3 si mantengono circa costanti al variare di Q). In linea di massima ho dei cali di rendimento rispetto alla portata nominale (di progetto) di qualche punto percentuale. 2. Si discutano sinteticamente le curve di funzionamento dei turbocompressori di gas, evidenziandone e motivandone i limiti operativi. R: Le curve di funzionamento dei…