Problema macchine con cogenerazione
Salve a tutti, vi propongo un esercizio del corso di Macchine che ho provato a svolgere.
Un motore Diesel 4T aspira aria (k=1.4) a 15 °C e alla pressione di 1 bar ass. Il motore è caratterizzato da un rapporto di compressione pari a 15+0.3xN e da una temperatura di fine combustione pari a 1200+20xN °C. Considerando il ciclo Diesel ideale, con combustione a pressione costante, si calcoli la temperatura al termine di ogni fase del ciclo.
Si determini, quindi, il rendimento del ciclo.
Nell'ipotesi che la portata del combustibile sia pari a 70 kg/h (PCI=10000 kcal/kg), si determini la potenza del motore (trascurando tutte le altre perdite). Se il rapporto aria combustibile è pari a 14, e se i fumi allo scarico sono raffreddati fino a 80 °C (cp=1.01 kJ/kg), si determini la potenza termica recuperabile in cogenerazione.
Per quanto riguarda il calcolo delle temperature, del rendimento e della potenza non ci sono stati problemi. Ho semplicemente applicato le leggi che regolano compressione ed espansione adiabatica, nonché le formule relative al ciclo Diesel. Ho trovato problemi a comprendere l'ultima richiesta: so cos'è la cogenerazione, ma non capisco come calcolare la potenza termica recuperabile.
Chiamato "a" il rapporto aria/combustibile, so che: a = Ma/Mc, dove Ma è la portata di aria alla scarico e Mc è la portata di combustibile. Da questa formula mi calcolo Ma. Non capisco a cosa corrisponde la temperatura del valore di 80°C.
Facendo riferimento alla figura, si tratta della temperatura nelle condizioni 4? E se si, per calcolare il calore recuperato Q come faccio? Vi ringrazio anticipatamente per l'aiuto.
Un motore Diesel 4T aspira aria (k=1.4) a 15 °C e alla pressione di 1 bar ass. Il motore è caratterizzato da un rapporto di compressione pari a 15+0.3xN e da una temperatura di fine combustione pari a 1200+20xN °C. Considerando il ciclo Diesel ideale, con combustione a pressione costante, si calcoli la temperatura al termine di ogni fase del ciclo.
Si determini, quindi, il rendimento del ciclo.
Nell'ipotesi che la portata del combustibile sia pari a 70 kg/h (PCI=10000 kcal/kg), si determini la potenza del motore (trascurando tutte le altre perdite). Se il rapporto aria combustibile è pari a 14, e se i fumi allo scarico sono raffreddati fino a 80 °C (cp=1.01 kJ/kg), si determini la potenza termica recuperabile in cogenerazione.
Per quanto riguarda il calcolo delle temperature, del rendimento e della potenza non ci sono stati problemi. Ho semplicemente applicato le leggi che regolano compressione ed espansione adiabatica, nonché le formule relative al ciclo Diesel. Ho trovato problemi a comprendere l'ultima richiesta: so cos'è la cogenerazione, ma non capisco come calcolare la potenza termica recuperabile.
Chiamato "a" il rapporto aria/combustibile, so che: a = Ma/Mc, dove Ma è la portata di aria alla scarico e Mc è la portata di combustibile. Da questa formula mi calcolo Ma. Non capisco a cosa corrisponde la temperatura del valore di 80°C.
Facendo riferimento alla figura, si tratta della temperatura nelle condizioni 4? E se si, per calcolare il calore recuperato Q come faccio? Vi ringrazio anticipatamente per l'aiuto.
Risposte
Non capisco il dubbio che hai...
Conoscendo la portata di combustibile, il rapporto aria/combustibile, il calore specifico dei fumi e la temperatura in 4 puoi calcolare facilmente la potenza termica necessaria per portare i fumi a 80°C, quella è la potenza termica recuperabile in cogenerazione.
Conoscendo la portata di combustibile, il rapporto aria/combustibile, il calore specifico dei fumi e la temperatura in 4 puoi calcolare facilmente la potenza termica necessaria per portare i fumi a 80°C, quella è la potenza termica recuperabile in cogenerazione.
Ok grazie. Quindi calcolo la potenza termica nel seguente modo:
Q = Ma * cp * (T3 - T4)
dove T3 è la temperatura di inizio espansione e T4 la temperatura di 80°C. E' corretto? Mi scuso anticipatamente per la scrittura.
Q = Ma * cp * (T3 - T4)
dove T3 è la temperatura di inizio espansione e T4 la temperatura di 80°C. E' corretto? Mi scuso anticipatamente per la scrittura.
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