Probos ha chiesto in Matematica e scienzeIngegneria · 1 decennio fa

mi date un sito in cui si spiega il ciclo rankine e come lo si progetta per una centrale elettrica?

1 risposta

Classificazione
  • Anonimo
    1 decennio fa
    Risposta preferita

    Il ciclo di Rankine è un ciclo termodinamico diretto a vapore composto da due trasformazioni adiabatiche e due isobare.

    Questo ciclo è adottato principalmente nelle centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica con turbine a vapore (il fluido motore è spesso l'acqua distillata con un contenuto di sali a livello di poche parti per milione) e sta cadendo rapidamente in disuso nell'ambito della trazione ferroviaria, soppiantato dal motore Diesel e dal motore elettrico. Nell'ambito della propulsione navale è indispensabile per gli apparati motori ad energia nucleare (sottomarini e portaerei), ma viene soppiantato progressivamente dalla turbina a gas ciclo Bryton per le unità di medio tonnellaggio e dai motori diesel per le unità minori.

    Il ciclo può essere:

    "aperto", con scarico di vapore in atmosfera (come avveniva nelle vecchie locomotive a vapore che dovevano trasportare oltre al carbone, l'acqua)

    "chiuso", come nel caso delle centrali termoelettriche, anche a ciclo combinato. È possibile sfruttare il calore residuo della condensazione del vapore (cogenerazione), anche trasportandolo attraverso una rete di teleriscaldamento.

    Nel secondo caso abbiamo che il ciclo si compone di quattro organi:

    Pompa: estrae il liquido saturo dal condensatore e lo inietta nella caldaia. Le variazioni di entalpia, entropia e temperatura (attorno ai 30-35 °C) sono minime, aumenta invece la pressione (a partire da un valore iniziale generalmente di 0,05 Pa) fino a diversi MPa; la potenza meccanica assorbita per il pompaggio del fluido e in genere trascurabile rispetto a quella erogata dalla turbina (indicativamente in rapporto 1/100)

    Caldaia o Generatore di vapore: è uno scambiatore di calore tra i fumi di combustione e il liquido saturo che aumenta di temperatura fino a trasformarsi in vapore saturo e successivamente surriscaldato, la trasformazione è isobara (avviene a pressione pressoché costante).

    Turbina: è l'organo in cui avviene la produzione di lavoro utile. Per evitare l'usura delle palette negli ultimi stadi e, soprattutto, mantenere elevato il rendimento di espansione in turbina, si cerca di avere un titolo del vapor saturo il più elevato possibile (approssimativamente il rendimento della turbina cala di una quantità pari alla percentuale di liquido saturo di fine espansione). Si è soliti, per aumentare il rendimento del ciclo, anche "spillare" una certa portata di vapore (che può arrivare fino all'80%) per preriscaldare l'acqua in ingresso alla caldaia, con un metodo noto come rigenerazione termica.

    Condensatore: è uno scambiatore di calore che condensa il vapore saturo, in uscita dalla turbina, a pressione e temperatura costanti cedendo calore a un pozzo termico, che può essere un lago, un fiume o l'atmosfera stessa.

    Il vapore che esce dal condensatore come liquido saturo entra in seguito nella pompa per ripetere il ciclo.

    Il ciclo di Rankine semplice prevede l'azione della pompa per elevare la pressione, quindi in riscaldamento isobaro fino ad ottenere vapore saturo secco quindi espanso in turbina e fatto poi condensare isotermobaricamente. Questo tipo di ciclo non può essere usato con espansione classica a turbina in quanto a fine espansione si ha un titolo di vapore troppo basso (inferiore al valore di 0,88, considerato limite): la presenza elevata di liquido va infatti a danneggiare le palettature degli stadi di bassa pressione della turbina; il ciclo veniva quindi utilizzato in applicazioni a bassa temperatura di vapore (circa 300 °C) oppure quando l'espansore era una macchina a pistoni (vecchie locomotive e navi).

    Per elevare il titolo del vapore in uscita dalla turbina si ricorre perciò al ciclo Rankine a vapore surriscaldato.

Altre domande? Fai una domanda e ottieni le risposte che cerchi.