Exam 20210719 ITA

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CONVERSIONE DELL’ENERGIA A 2020-21 Esame 19/07/2021 Ricordarsi di scrivere codice persona, nome e cognome su tutti i fogli consegnati. 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 caldaia industriale a biomassa produce 7.2 t/h di vapore saturo alla pressione di 0.8 MPa. Il potere calorifico inferiore della biomassa è pari a 16MJ/kg e il rapporto stechiometrico della combustione è pari a 6. Si consideri inoltre un eccesso di aria pari al 20% e una temperatur a al camino pari a 165°C. Metà della portata di vapore prodotto viene utilizzata dal processo industriale a 0.8MPa mentre l’altra metà è laminata fino a 0.4 MPa prima di essere utilizzata dal processo industriale. Entrambe le portate ritornano alla caldaia alla pressione di 0.1MPa e alla temperature di 70°C. La rimozione di eventuali gas incondensabili è ottenuta grazie ad un processo chimico che non richiede degasatore. Si chiede di: i. Evidenziare e giustificare tutte le assunzioni utilizzate per lo svolgimento dell’esercizio (1 punto) ii. Disegnare lo schema di impianto e i principali punti termodinamici nel diagramma T-s (2 punti) iii. Stimare l’efficienza della caldaia e il consumo di biomassa (2.5 punti) iv. Calcolare la potenza persa a causa del processo di laminazione e spiegare se questa perdita può es sere concettualmente eliminata (2 punti) v. La potenza meccanica idealmente ottenibile da una turbina adiabatica in sostituzione alla valvola di laminazione è minore o maggiore rispetto alla potenza persa calcolata al punto precedente ? Dimostrare senza effettuare calcoli (2.5 punti) Esercizio 2 (12 punti) Si consideri una turbina a gas in ciclo semplice con i…