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Esempio di 2 a verifica Descrivere il funzionamento della turbina a vapore assiale semplice a reazione: triangoli di velocità, lavoro sviluppato, rendimento. Discutere gli effetti prodotti dal rapporto di comp ressione
e dalla temperatura massima T 3 sul rendimento di un ciclo Brayton semplice ideale. Descrivere le tecniche di raffreddamento delle pale di una turbina a gas. Uno stadio di turbina assiale a reazione con profil o di pale non simmetrico elabora aria (c p=1000 J/(kgK), R=287 J/(kgK), k=1.4 ) ed è caratterizzato da : • angolo uscita statore α1=15°, angolo uscita rotore β2=170° ; • velocità assiale V a= 100 m/s; • velocità di rotazione: 3000 rpm; • condizioni totali all’ingresso dello statore: T0=1000 K, p 0=10 bar. Nell’ipotesi di stadio ideale ottimizzato (minima e nergia cinetica di scarico) e componente assiale costante, calcolare: 1) i triangoli di velocità ingresso ed uscita rotore, nell’ipotesi di componente assiale costante; 2) il lavoro euleriano prodotto dallo stadio; 3) la temperatura T 1 e la pressione p 1 all’ingresso del rotore; 4) la temperatura T 2 e la pressione p 2 all’uscita del rotore; 5) il grado di reazione. Di un ciclo Brayton semplice reale sono assegnati: • rapporto di compressione e di espansione:
= 12 • pressione e temperatura aria ammissione: p 1 = 0,1 MPa, T 1 = 25 °C • rendimento adiabatico del compressore:  c= 0,85 • rendimento adiabatico della turbina:  t= 0,88 • rendimento meccanico di compressore e turbina:  mc =  mt = 0,98 • rendimento globale del combustore:  b= 0,98 • temperatura massima di ingresso in turbina: T 3 = 1100 °C • potere calorifico inferiore del combustibile: H i= 42000 kJ/kg • rapporto tra i calori specifici: c p/c v = k = 1,4 • calore specifico a pressione costante : c p = 1,1 kJ/kg K • rendimento…