UNITA' 7 SOMMARIO ATTENZIONE

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1 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/0 UNIA' 7 SOMMARIO 7. CICLI DIREI E INVERSI 7.. Generalità 7.. Cicli ad aria standard 7.. Cicli a apore 7.. Macchine frigorifere e pompe di calore AENZIONE LE ABELLE E LE IMMAGINI CONENUE NELLE DISPENSE SONO RAE DAL ESO DIDAICO IN ADOZIONE (Y.A. ÇENGHEL, ERMODINAMICA E RASMISSIONE DEL CALORE, ED., MCGRAW-HILL, 005). POSSONO ESSERE UILIZZAE SOLO COME LINEE GUIDA PER LO SUDIO PERSONALE, AL FINE DI INDIVIDUARE LE SEZIONI DA CONSULARE NEL ESO DIDAICO SOPRA CIAO.

2 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ 7. CICLI DIREI E INVERSI 7.. Generalità Cicli reali: Attriti Alte elocità rasformazioni non asi statiche Irreersibilità Stdio dei cicli ideali associati Attriti trascrabili rasformazioni espansione e compressione internamente inertibili bazioni perfettamente adiabatiche Energia cinetica e potenziale trascrabili Il ciclo di Carnot totalmente reersibile è il ciclo di riferimento. 7.. Cicli ad aria standard Combstione all interno del sistema Cicli aperti (serbatoio di calore atmosfera) Approssimazioni: Il flido eolente è aria che circola in n circito chiso L aria è n gas perfetto con i calori specifici costanti Le trasformazioni sono trasformazioni internamente reersibili Il processo di combstione è sostitito da na somministrazione di calore da na sorgente esterna La fase di scarico all ambiente e di aspirazione dall ambiente è sostitita da na sottrazione di calore da n pozzo.

3 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ 7... Ciclo Otto Motore ad accensione comandata ( ) c e ( ) c l e e n η t Ricordando che, e che le trasformazioni - e - sono isentropiche, cioè: k k si ha k t σ η doe σ è il rapporto di compressione, definito come: σ

4 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ 7... Ciclo Diesel Ciclo ad accensione spontanea 7... Ciclo Brayton Ciclo delle trbine a gas

5 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ 7.. Cicli a apore 7... Ciclo di Carnot ) trasformazioni - e - a pressione e temperatra costanti ) pnti e con << 7 (pnto critico) (rendimenti bassi) ) trasformazione - isentropica con liido in presenza di apore (bolle), con titolo calante ) difficoltà di controllare il pnto 5) trasformazione - isentropica in trbina con presenza di gocce, con titolo calante per oiare al pnto ), non si pò sare la trasformazione schematizzata a lato perché le trasformazioni -, - e - sono difficili da esegire (ad es. nella - ariano e p)

6 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ Ciclo di Rankine senza srriscaldamento Per migliorare i pnti ) (compressione in presenza di apore) e ) (controllo del pnto ) - compressione isentropica completamente nel liido - riscaldamento isobaro (liido e bifase) e anche in parte isotermo (bifase) - espansione isentropica bifase - raffreddamento isotermo (isobaro) bifase

7 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ Ciclo di Rankine con srriscaldamento Per migliorare ) (rendimento basso) e 5) (espansione in trbina in presenza di gocce), sando le stesse macchine termiche. - compressione isentropica completamente nel liido - riscaldamento isobaro (liido, bifase, apore) e anche in parte isotermo (bifase) - espansione isentropica asi completamente monofase (apore) - raffreddamento isotermo (isobaro) bifase ipo rasformazione Macchina l - Compressione Isentropica (isocora) Pompa 0 h -h (p -p ) - Riscaldamento Isobara Caldaia h -h 0 - Espansione Isentropica rbina 0 h -h - Raffreddamento Isoterma (isobara) Condensatore h -h 0 η t l n, e h h h ( h h h ) e h h h h

8 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ Amento del rendimento del ciclo di Rankine con srriscaldamento

9 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/8 7.. Macchine frigorifere e pompe di calore 7... Frigorifero di Carnot 7... Frigorifero ideale a apore

10 ermodinamica e trasmissione del calore U.7/ Passaggio da frigorifero a pompa di calore