Rendimento limite

Calcolare il rendimento limite di un impianto a vapore surriscaldato caratterizzato da una pressione al condensatore pcond = 0.05 bar , avendo ipotizzato una pressione del vapor vivo pvivo = 190 bar ed una temperatura T3 = 540 °C . Supposto che la pressione a valle della turbina ad alta pressione valga (1/4;1/5) della pressione del vapor vivo p3 con un intervallo di due bar (:step 2) . Si chiede inoltre di calcolare lo stesso rendimento limite ipotizzando che la pressione della turbina ad alta pressione p5 sia 0.25 della pressione del vapor vivo p3 e che la pressione del condensatore pcond vari tra 0.01 e 0.1 bar (step 0.01) .

Per calcolare il rendimento limite utilizziamo la seguente formula in cui non si tiene conto del lavoro del compressore in quanto trascurabile rispetto al lavoro della turbina :

Dobbiamo a questo punto determinare i valori delle entalpie nei diversi punti del ciclo . per questo motivo troviamo i valori della temperatura e della pressione dei suddetti punti utilizzando le formule delle relative trasformazioni che avvengono nel ciclo . Una volta noti i valori di pressione e temperatura, ricaviamo dal diagramma di Mollier e dalle tabelle del vapor d’acqua surriscaldato le entalpie nei vari punti .

Svolgo la prima parte dell' esercizio utilizzando i dati della tabella di Mollier per P4 = (1/4...1/5) di P3 ho :
 
P4 (BAR)  h1 (KJ/Kg,K)  h1' (KJ/Kg,K)  h3 (KJ/Kg,K)  h4 (KJ/Kg,K)  h5 (KJ/Kg,K)  h6 (KJ/Kg,K) 
47 137.77 137.77 3376.28 2986.38 3551.87 2180.26
45 137.77 137.77 3376.28 2975.93 3553.79 2187.79
43 137.77 137.77 3376.28 2965.2 3555.71 2194.74
41 137.77 137.77 3376.28 2954 3557.63 2202.01
39 137.77 137.77 3376.28 2942.39 3559.54 2209.61
SOSTITUENDO I VALORI NELLA FORMULA DEL RENDIMENTO LIMITE OTTENGO:
 
P4 (BAR)  hlim 
47 0.4631
45 0.4628
43 0.4628
41 0.4627
39 0.4626
   
P6 (bar)  h3 (KJ/Kg,K)  h4 (KJ/Kg,K)  h5 (KJ/Kg,K)  h1 (KJ/Kg,K)  h1' (KJ/Kg,K)  h6 (KJ/Kg,K) 
0.1 3376.28 2986.38 3551.87 191.83 211.09 2265.45
0.09 3376.28 2986.38 3551.87 183.28 202.42 2252.12
0.08 3376.28 2986.38 3551.87 173.86 193.19 2237.39
0.07 3376.28 2986.38 3551.87 163.38 182.43 2220.89
0.06 3376.28 2986.38 3551.87 151.5 170.69 2202.11
0.05 3376.28 2986.38 3551.87 137.77 156.94 2180.26
0.04 3376.28 2986.38 3551.87 121.41 140.44 2154.04
0.03 3376.28 2986.38 3551.87 101 120.14 2121.03
0.02 3376.28 2986.38 3551.87 73.46 92.52 2075.97
0.01 3376.28 2986.38 3551.87 29.34 48.4 2002.65
SOSTITUENDO I VALORI NELLA FORMULA DEL RENDIMENTO LIMITE OTTENGO:
 
P6 (bar)  hlim 
0.1 0.444
0.09 0.447
0.08 0.450
0.07 0.453
0.06 0.456
0.05 0.460
0.04 0.465
0.03 0.471
0.02 0.480
0.01 0.493
 

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Data ultimo aggiornamento 20/08/98
Aggiornato da Claudio Perciballi