Fisica tecnica-vapore d'acqua
Ciao a tutti,
Sto preparando l'esame di fisica tecnica solo che non riesco proprio a capire come e quando utilizzare il diagramma di Mollier e le tabelle dell'acqua satura.
Sapreste aiutarmi?
Inoltre, al momento sto provando a fare questo esercizio:
"Una portata di vapore d'acqua m=3kg/s viene fatta espandere adiabaticamente dallo stato di vapore surriscaldato a temperatura t1=350°C a pressione P1=1MPa fino a raggiungere la pressione P2=0,02Mpa. La trasformazione è caratterizzata dal rendimento isoentropico n=0,82. Nell'ipotesi di processo stazionario, con variazioni trascurabili di energia cinetica e potenziale, si determinino:
a) la potenza prodotta
b) la generazione di entropia del processo".
Ho provato a ricavarmi entalpia ed entropia dal diagramma di Mollier ma non riesco a capire come ottenere dei valori precisi.
Grazie a tutti in anticipo
Sto preparando l'esame di fisica tecnica solo che non riesco proprio a capire come e quando utilizzare il diagramma di Mollier e le tabelle dell'acqua satura.
Sapreste aiutarmi?
Inoltre, al momento sto provando a fare questo esercizio:
"Una portata di vapore d'acqua m=3kg/s viene fatta espandere adiabaticamente dallo stato di vapore surriscaldato a temperatura t1=350°C a pressione P1=1MPa fino a raggiungere la pressione P2=0,02Mpa. La trasformazione è caratterizzata dal rendimento isoentropico n=0,82. Nell'ipotesi di processo stazionario, con variazioni trascurabili di energia cinetica e potenziale, si determinino:
a) la potenza prodotta
b) la generazione di entropia del processo".
Ho provato a ricavarmi entalpia ed entropia dal diagramma di Mollier ma non riesco a capire come ottenere dei valori precisi.
Grazie a tutti in anticipo
Risposte
Quando e come utilizzarlo e' un po' generica come richiesta.
Per esempio, per l'esercizio lo puoi usare cosi.
Con i dati di 350C e pressione 1MPa, entri nella tabella del vapore surriscaldato.
Trovi il valore di entalpia h1 ed entropia s1.
Adesso, sapendo che il fluido espande fino a p2=0.02MPa, siccome sai che l'espansione e' adiabatica, cerchi il valore di entropia s1 nella tabella di 0.02MPa. Da li ottieni una nuova entropia h2 (anche temperatura, ma non ti interessa granche')
A questo punto hai il salto entalpico ideale h2-h1. Ma il testo ti dice che il rendimento e' 0.82.
L'espansione reale non e' dunque verticale, ma inclinata verso destra, e l'entalpia reale $h_r$ di fine espansione si trova sapendo che sussiste la relazione $[h_r-h_1]/[h_2-h_1]=0.82$.
Quindi, trovata la $h_r$, entri nelle tabelle con p2 e $h_r$ e trovi la nuova s2. da qui rispondi al punto b.
Ovviamente la potenza generata e' $(h_2-h_1)*0.82$ o, in alternativa, direttamente $h_r-h_1$ (ricordati di moltiplicare per la portata, ovviamente)
Per esempio, per l'esercizio lo puoi usare cosi.
Con i dati di 350C e pressione 1MPa, entri nella tabella del vapore surriscaldato.
Trovi il valore di entalpia h1 ed entropia s1.
Adesso, sapendo che il fluido espande fino a p2=0.02MPa, siccome sai che l'espansione e' adiabatica, cerchi il valore di entropia s1 nella tabella di 0.02MPa. Da li ottieni una nuova entropia h2 (anche temperatura, ma non ti interessa granche')
A questo punto hai il salto entalpico ideale h2-h1. Ma il testo ti dice che il rendimento e' 0.82.
L'espansione reale non e' dunque verticale, ma inclinata verso destra, e l'entalpia reale $h_r$ di fine espansione si trova sapendo che sussiste la relazione $[h_r-h_1]/[h_2-h_1]=0.82$.
Quindi, trovata la $h_r$, entri nelle tabelle con p2 e $h_r$ e trovi la nuova s2. da qui rispondi al punto b.
Ovviamente la potenza generata e' $(h_2-h_1)*0.82$ o, in alternativa, direttamente $h_r-h_1$ (ricordati di moltiplicare per la portata, ovviamente)
"professorkappa":
Con i dati di 350C e pressione 1MPa, entri nella tabella del vapore surriscaldato.
Trovi il valore di entalpia h1 ed entropia s1.
È proprio questo il passaggio che mi sfugge. Mi spiego: nella tabella trovo il valore di temperatura pari a 350°C ma questo non corrisponde a 1MPa.
Devo usare il valore della temperatura per trovare l'entalpia e il valore della pressione per trovare l'entropia? Altrimenti come si fa?
Nelle tabelle del vapore surriscaldato trovi le pressioni e i valori di entalpia, entropia etc per ogni temperatura. Scrivo da cellulare e non ho le tabelle sottomano, ma non è cosi complicato. Per il diagramma è lo stesso. Cerca l isobara a 1MPa e trova il punto su quella isobara a 350C. Da quello trovi tutti le grandezze che ti servono
Ciao,
guardando una tabella come questa:
vedi che ho scelto una pressione di 10 bar (1 MPa). A quel punto, sulla sinistra ci sono le temperature: scelta quella che ti interessa, la riga corrispondente te ne dà le proprietà termodinamiche.
Nota che nella tabella non ci sono i 350 °C che ti interessano: ciò significa che prendi i dati delle temperature appena sotto e appena sopra (quindi 320 °C e 360 °C) e interpoli trai due per trovare i dati a 350 °C.
L’aspetto delle tabelle e il modo in cui sono organizzate può cambiare da tabella a tabella, ma la logica rimane sempre la stessa: incrociare pressione e temperatura per trovare i dati che ti interessano.
guardando una tabella come questa:
vedi che ho scelto una pressione di 10 bar (1 MPa). A quel punto, sulla sinistra ci sono le temperature: scelta quella che ti interessa, la riga corrispondente te ne dà le proprietà termodinamiche.
Nota che nella tabella non ci sono i 350 °C che ti interessano: ciò significa che prendi i dati delle temperature appena sotto e appena sopra (quindi 320 °C e 360 °C) e interpoli trai due per trovare i dati a 350 °C.
L’aspetto delle tabelle e il modo in cui sono organizzate può cambiare da tabella a tabella, ma la logica rimane sempre la stessa: incrociare pressione e temperatura per trovare i dati che ti interessano.
Ecco, grazie a Thememe per la sua tabella. Ora che sono al PC ti mando anche la mia. Stessa cosa, con valori di temperatura diversi.
Ti faccio notare l'errore di stampa per il valore di entalpia al vapor saturo (la mia tabella riporta 1778, dovrebbe essere 2778, il valore della tabella di thememe e' quello corretto)
Ti faccio notare l'errore di stampa per il valore di entalpia al vapor saturo (la mia tabella riporta 1778, dovrebbe essere 2778, il valore della tabella di thememe e' quello corretto)
Ok, ora ho capito. Grazie mille ad entrambi.
Vi chiedo un'ultima cosa: sto provando a fare un esercizio simile in cui, però, viene compresso adiabaticamente dell'R-134a. All'ingresso del compressore il vapore è saturo secco.
Qual è la formula del rendimento? Immagino sia diversa da quella dell'esercizio precedente dato che prima era una compressione.
In più vorrei sapere che tabella utilizzare in questo caso. Va bene quella del refrigerante R-134a saturo?
Vi chiedo un'ultima cosa: sto provando a fare un esercizio simile in cui, però, viene compresso adiabaticamente dell'R-134a. All'ingresso del compressore il vapore è saturo secco.
Qual è la formula del rendimento? Immagino sia diversa da quella dell'esercizio precedente dato che prima era una compressione.
In più vorrei sapere che tabella utilizzare in questo caso. Va bene quella del refrigerante R-134a saturo?
"ccc":
Vi chiedo un'ultima cosa: sto provando a fare un esercizio simile in cui, però, viene compresso adiabaticamente dell'R-134a. All'ingresso del compressore il vapore è saturo secco.
Riporto per completezza il testo dell'esercizio:
"Il compressore di un impianto frigorifero a R-134a opera tra le pressioni p1=0,2MPa e p2=1,3MPa. All'ingresso del compressore il vapore è saturo secco. La compressione, adiabatica con n=0,082, richiede la fornitura della potenza di 6kW. Si determinino:
a) La portata del fluido circolante nell'impianto.
b) La generazione di entropia del processo."
Le tabelle da usare sono quelle dell’R-134A: come per l’acqua, anche queste sono divise tra liquido sottoraffreddato, miscela satura, vapore surriscaldato; in questo caso devi usare quelle della miscela satura.
Attenzione che esistono diverse tabelle dell’R-134A, dovute alle diverse condizioni a cui sono riferite le varie grandezze di stato (per le quali è necessario fissare un riferimento): scegli quelle analoghe alle condizioni che usa il tuo professore.
Per il rendimento, il testo non dice di che tipo è? Immagino sia ancora una volta “isoenteopico”; penso anche che ci sia uno 0 di troppo nel valore che hai riportato.
Comunque, essendo una compressione ora, avrai che η,is=(h2,is-h1)/(h2-h1): in pratica, serve compiere un lavoro maggiore nel caso reale, per portare il fluido ad una certa pressione. Con h2,is intendo l’entropia del fluido alla pressione di arrivo, ottenuta compiendo una trasformazione isoenteopica: questo lo calcoli come per il caso precedente, ovvero tenendo s1 costante e consultando la tabella a P2.
Attenzione che esistono diverse tabelle dell’R-134A, dovute alle diverse condizioni a cui sono riferite le varie grandezze di stato (per le quali è necessario fissare un riferimento): scegli quelle analoghe alle condizioni che usa il tuo professore.
Per il rendimento, il testo non dice di che tipo è? Immagino sia ancora una volta “isoenteopico”; penso anche che ci sia uno 0 di troppo nel valore che hai riportato.
Comunque, essendo una compressione ora, avrai che η,is=(h2,is-h1)/(h2-h1): in pratica, serve compiere un lavoro maggiore nel caso reale, per portare il fluido ad una certa pressione. Con h2,is intendo l’entropia del fluido alla pressione di arrivo, ottenuta compiendo una trasformazione isoenteopica: questo lo calcoli come per il caso precedente, ovvero tenendo s1 costante e consultando la tabella a P2.
Il testo dell'esercizio riporta 0,082 come valore del rendimento ma penso anch'io che ci sia uno zero di troppo.
Non riporta invece il tipo di rendimento quindi credo sia giusto pensare che esso sia isoentropico.
Credo che non mi tornassero i conti perché utilizzavo i valori del vapore saturo. Perché devo utilizzare i valori della miscela? (Il testo dice che all'ingresso il vapore è saturo secco) È perché all'ingresso è vapore saturo secco ma in uscita è liquido?
Grazie mille per l'aiuto
Non riporta invece il tipo di rendimento quindi credo sia giusto pensare che esso sia isoentropico.
Credo che non mi tornassero i conti perché utilizzavo i valori del vapore saturo. Perché devo utilizzare i valori della miscela? (Il testo dice che all'ingresso il vapore è saturo secco) È perché all'ingresso è vapore saturo secco ma in uscita è liquido?
Grazie mille per l'aiuto
Sì, scusa: ho scritto “entropia” per h2,is, ma intendevo dire “entalpia”.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo