Esercitazione 5 - Ciclo Joule-Brayton PDF

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Corso di Fisica Tecnica (Ing. Gestionale) A.A. 2019/20

Esercitazione 5 Ciclo Joule-Brayton Esercizio Una turbina a gas opera secondo un ciclo Joule-Brayton chiuso ideale (operante con aria secca assimilabile a gas ideale biatomico con Mm = 29 kg/kmol) con le seguenti condizioni: • pressione iniziale: 1 atm • temperatura iniziale di ingresso al compressore: 27°C • temperatura massima di ingresso in turbina: 1427°C • rapporto di compressione: β = 16 Si calcolino il lavoro specifico prodotto dal ciclo, il calore specifico da fornire al ciclo ed il rendimento del ciclo. [lout= 572.2 kJ/kg; qin= 1042 kJ/kg; η = 0.549] Successivamente, considerando il ciclo reale con rendimento isoentropico di 0.85 per turbina e compressore, calcolare: • la portata di aria evolvente nel ciclo affinché lo stesso produca 300 MW di potenza meccanica • il rendimento di primo e secondo principio • la portata di metano necessaria (PCICH4 = 50 MJ/kg) [฀฀󰇗฀ ฀ = 815.2 kg/s; η = 0.374; ηII = 0.694; ฀฀󰇗฀฀฀฀4 = 16 kg/s] Per lo stesso ciclo si valuti infine la produzione entropica, distinguendo entropia generata per irreversibilità interne ed esterne, nel caso in cui esso riceva calore da una sorgente calda a T3 e ceda calore ad una sorgente fredda a T1. Si calcoli di conseguenza la produzione entropica complessiva. 󰇗฀฀฀฀฀฀= 983.1 kW/K; ฀฀฀฀฀฀฀฀ 󰇗 󰇗 [฀฀฀฀฀฀฀฀ ฀฀฀฀฀฀= 212 kW/K; ฀฀฀฀฀฀฀฀ = 1196.8 kW/K]...