Exam 20200214 ITA

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CONVERSIONE DELL’ENERGIA A AA 2019-2020 Appello 14/02/2020 Nome/Cognome ________________________________________________ Matricola ______________ Si assumano, giustificandoli, valori realistici per tutti i dati necessari allo svolgimento che non vengono forniti espressamente nella formulazione dei quesiti. Esercizio 1 (10 punti) Una micro turbina a gas convenzionale viene modificata per funzionare ad energia solare: il combustore viene sostituito con un collettore solare, su cui viene concentrata una quantità di radiazione tale da garantire la stessa temperatura di ingresso in turbina, pari a 950 °C in condizioni di picco (insolazione diretta pari a 800 W/m2). Considerando la presenza di perdite di carico nei vari componenti della turbina: i. Evidenziare e giustificare tutte le assunzioni utilizzate per lo svolgimento dell’esercizio (1 punto) ; ii. Disegnare lo schema di impianto, e tracciare il ciclo nel piano T-s (1.5 punti); iii. Stimare la portata d’aria aspirata dal compressore per produrre 100 kW elettrici, assumendo valori ragionevoli per i parametri di progetto (2.5 punti); iv. Calcolare la perdita di rendimento di secondo principio legata al processo di introduzione di energia nel ciclo, sotto appropriate assunzioni semplificative (2 punti); v. Assumendo un fattore di ombra pari a 5, calcolare l’estensione del terrone su cui installare il campo solare, riferita alle condizioni di picco (3 punti). Esercizio 2 (12 punti) Si considering due correnti d’aria, alle seguenti condizioni: • Flusso A: temperatura 300 °C, pressione 5 bar e portata massica 10 kg/s, • Flusso B: temperatura -100 °C, pressione 0.5 bar e portata massica 5 kg/s. Si richiede di: i. Evidenziare e giustificare tutte le assunzioni utilizzate per lo svolgimento dell’esercizio (1 punto) ; ii.…