Exam 20220624 ITA

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CONVERSIONE DELL’ENERGIA A 2020-21 Esame 24/06/2021 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 azienda alimentare utilizza un ciclo Rankine a vapor d’acqua alimentato a biomassa all’interno della propria struttura. Il ciclo quando è operato in assetto cogenerativo prevede uno spillamento di vapore dal cross-over che viene inviato al processo di produzione e si richiede quindi necessario un reintegro di acqua. L’impianto può funzionare anche in modalità puro elettrico chiudendo l’estrazione di vapore. Il PCI della biomassa è 15 MJ/kg. In assetto cogenerativo l’impianto è caratterizzato dai seguenti dati: • consumo di biomassa: 5.1 tonn/h • cross-over pressure: 5 bar • rendimento lordo (rispetto al PCI): 35% • temperatura del vapore all’ingresso del condensatore: 50°C • condizioni di saturazione al condensatore: 45.8°C, 0.1 bar Si chiede di: i. Esporre in maniera chiara la soluzione, e specificare tutte le assunzioni fatte (1 punto); ii. Disegnare lo schema di impianto e (qualitativamente) il diagramma di Sankey di primo principio per il funzionamento in assetto cogenerativo includendo in entrambi sia l’estrazione di vapore che il reintegro di acqua (2.5 punti); iii. Stimare la temperatura del vapore al cross-over in assetto cogenerativo (2 punti); iv. Assumendo per semplicità una pressione costante al cross-over indipendentemente dalla modalità di funzionamento, stimare la portata di vapore estratto in assetto cogenerativo sapendo che la potenza lorda prodotta in assetto puro elettrico è pari a 8MW (2 punti); v. Commentare e motivare senza…