esercitazione_03
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7/24/2019 esercitazione_03 http://slidepdf.com/reader/full/esercitazione03 1/3 ESERCITAZIONE 3 - MACCHINE 1) Uno stadio di compressore assiale riceve l’aria a 102 kPa, 288 K con velocità c1 = 120 m/s diretta assialmente.Il diametro medio è d = 0,6 m e l’altezza delle palette all’ingresso è l = 0,06 m. Lo stadio funziona con le seguenti caratteristiche: u = 250 m/s, deflessione della corrente = 20° sia nelle palette mobili che in quelle fisse, componente assiale della velocità costante lungo lo stadio, rendimento isoentropico c = 0,89. Calcolare pressione e temperatura all’uscita dello stadio, nonchè, in prima approssimazione, la spinta assiale sulla girante. 2) Si consideri un turbocompressore bistadio in cui ciascuno degli stadi presenti la caratteristica allegata. Tale caratteristica è costruita con riferimento alle condizioni ambiente: T 0 = 300 K e p0 = 1 bar che sono pure le condizioni alle quali aspira il 1° stadio. Il punto di funzionamento del 1° stadio è definito dai seguenti valori: n n T T m T T p p kg s 0 0 0 0 110 35 , / Nell’ipotesi che il secondo stadio giri alla stessa velocità angolare del 1°, determinare il presumibile punto di funzionamento. 3) Un turbocompressore centrifugo che aspira aria dall’ambiente (1 bar, 18 °C) presenta la seguente caratteristica a velocita angolare costante: 1,800 1,793 1,771 1,739 1,700 1,650 1,593 1,514 1,436 1,357 m (kg/s) 2,27 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 3,98 c 0,750 0,767 0,790 0,812 0,820 0,813 0,792 0,763 0,726 0,680 Sapendo che il compressore funziona inizialmente con m = 3,20 kg/s, determinare la potenza assorbita ( m = 0,96). Desiderando regolare il compressore per laminazione all’aspirazione fino a portare la portata a 2,27 kg/s, a parità di pressione di mandata e velocità angolare, determinare il nuovo rapporto di compressione e la nuova potenza assorbita (assumendo perdite meccaniche dipendenti dalla sola velocità angolare). POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Energetica LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA MECCANICA a.a. 2015/2016
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ESERCITAZIONE 3 - MACCHINE
1) Uno stadio di compressore assiale riceve l’aria a 102 kPa, 288 K con velocità c1 = 120 m/s
diretta assialmente.Il diametro medio è d = 0,6 m e l’altezza delle palette all’ingresso è
l = 0,06 m. Lo stadio funziona con le seguenti caratteristiche: u = 250 m/s, deflessione della
corrente = 20° sia nelle palette mobili che in quelle fisse, componente assiale della velocità
costante lungo lo stadio, rendimento isoentropico c = 0,89.
Calcolare pressione e temperatura all’uscita dello stadio, nonchè, in prima approssimazione,
la spinta assiale sulla girante.
2) Si consideri un turbocompressore bistadio in cui ciascuno degli stadi presenti la caratteristica
allegata. Tale caratteristica è costruita con riferimento alle condizioni ambiente: T0 = 300 K
e p0 = 1 bar che sono pure le condizioni alle quali aspira il 1° stadio.
Il punto di funzionamento del 1° stadio è definito dai seguenti valori:
n
n
T
T m
T
T
p
pkg s
0
0
0
0110 35 , /
Nell’ipotesi che il secondo stadio giri alla stessa velocità angolare del 1°, determinare il
presumibile punto di funzionamento.
3) Un turbocompressore centrifugo che aspira aria dall’ambiente (1 bar, 18 °C) presenta la
seguente caratteristica a velocita angolare costante:
1,800 1,793 1,771 1,739 1,700 1,650 1,593 1,514 1,436 1,357
m (kg/s) 2,27 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 3,98c 0,750 0,767 0,790 0,812 0,820 0,813 0,792 0,763 0,726 0,680
Sapendo che il compressore funziona inizialmente con m = 3,20 kg/s, determinare la potenza
assorbita (m = 0,96).Desiderando regolare il compressore per laminazione all’aspirazione fino a portare la portata
a 2,27 kg/s, a parità di pressione di mandata e velocità angolare, determinare il nuovo rapporto
di compressione e la nuova potenza assorbita (assumendo perdite meccaniche dipendenti
dalla sola velocità angolare).
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4) Lo schema riporta la caratteristica di un compressorecentrifuge singolo stadio. Il compressore presenta iseguenti parametri di progetto:
M p1 1 0.6; y = 0.8;
n = 30000 giri/min;
pressione e temperature sulla bocca diaspirazione: p1 = 1 bar, T1 = 288 K.
Il compressore scarica una portata di aria di 10 kg/sad un ugello critic tramite un refrigerator che
stabilizza la temperature dell’aria a 300 K.
Determinare la portata di aria mandata alla velocità
di n = 36000 giri/min (la temperatura a monte
dell’ugello è mantenuta costante). Determinare
inoltre la potenza assorbita dalla macchina.
5) Un compressore sentrifugo presenta la caratteristica
in figura e lavora in progetto nel punto A
(p1 = p0 = 102 kPa, T1 = T0 = 288 K).
Determinare la potenza assorbita dal
compressore (m = 0.95) e la temperature di
mandata dell’aria.
Determinare inoltre la Potenza assorbita dalla
macchina nel caso in cui la portata fosse
ridotta a 32 kg/s in accordo con le seguenti
tecniche di regolazione:
variazione della velocità angolare;
laminazione alla mandata;
laminazione all’aspirazione.
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