09 02 16

Page 1

CONVERSIONE DELL’ENERGIA A AA 2015-2016 Appello 09/02/2016 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 (8 punti) Si consideri una microturbina a gas alimentata a gas naturale. Il combustibile è disponibile alla pressione atmosferica (1 bar). Per semplicità si trascurino le perdite di carico nel ciclo e si assuma il calore specifico a pressione costante del gas naturale pari a 2.1 kJ/(kgK). Si chiede di: 1. Elencare chiaramente tutti i parametri assunti giustificando brevemente i valori adottati (1 punto) 2. Disegnare lo schema di impianto e il ciclo termodinamico nel piano Ts (1 punto) 3. Calcolare la perdita di rendimento di secondo principio dovuta alla fase di compressione del gas naturale (2 punti) 4. Calcolare, in modo approssimato, la perdita di rendimento di secondo principio del processo di combustione (2 punti) 5. Descrivere, senza calcolarle, come cambierebbero le perdite di rendimento dei diversi processi se l’espansione fosse ideale anzichè reale (2 punti) Esercizio 2 (12 punti) Una corrente di aria calda (m=200 kg/s, T=220°C) alimenta un ciclo termodinamico operante con un fluido avente le seguenti caratteristiche:  MM=300 kg/kmol  Tcrit=350°C, pcrit=20 bar  cp vapore =1600 J/(kgK)  ρliquido=800 kg/m3 Il ciclo termodinamico è un ciclo Rankine saturo recuperativo il cui calore di condensazione è usato per scaldare acqua da inviare ad una utenza termica. Sono noti i seguenti dati:  Teva=160°C  εrec= 80%  Tmin,acqua=30°C  ΔTacqua=45°C Si chiede di: 1. Elencare chiaramente tutti i parametri assunti giustificando brevemente i valori…