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COPERTINA

RENDIMENTO TERMODINAMICO



PRIMA APPROSSIMAZIONE DEL RENDIMENTO
L'espressione generale del rendimento di una macchina termica è h = Lu / Q1 dove Lu è il lavoro utile e Q1 è il calore ceduto al fluido nelle fasi di riscaldamento, vaporizzazione e surriscaldamento. Nel caso elementare, facendo riferimento al ciclo con surriscaldamento 1 - 2 - 3' - 5' - 1, risulta Q1 = h3' - h1 (entalpia all'uscita dal surriscaldatore - entalpia all'inizio del riscaldamento nel c.c.i.). Il lavoro utile è la caduta di entalpia nella macchina Lu = h3' - h5'.
Quindi in prima approssimazione sarà
h * = (h3' - h5') / (h3' - h1)

SECONDA APPROSSIMAZIONE DEL RENDIMENTO
In questa seconda espressione del rendimento occorre tener conto delle perdite di energia: 1) nelle pompe di estrazione, di alimento, ecc., 2) nei tubi che portano il vapore, 3) attraverso le pareti della caldaia, 4) nei fumi, 5) negli spillamenti per servizi ausiliari, ecc. Al denominatore si ha quindi un valore maggiorato del lavoro delle pompe Lp e delle altre perdite di energia Q2
Q1 = h3' - h1 + Lp + Q2
In compenso una parte del calore di riscaldamento, quello di surriscaldamento, quello di preriscaldamento dell'aria è ottenuto a spese dei fumi. Chiamando Q3 questo calore sarà
Q1 = h3' - h1 + Lp + Q2 - Q3
e quindi infine
h = (h3' - h5') / (h3' - h1 + Lp + Q2 - Q3) < h *

NOTA BENE:
Per avere un'idea del rapporto fra h e h * basta ricordare che il rendimento termico (cioè il rapporto fra il calore assorbito dall'acqua e quello prodotto dalla combustione), si avvicina al 90 - 95 %, ma solo il 50 % circa di questa energia termica si trasforma in lavoro, per cui all'ingresso del generatore elettrico arriva, nei casi migliori, circa il 45 % dell'energia chimica potenziale del combustibile adoperato. Anche in questo caso il rendimento globale (rendimento dell'impianto) è più alto per le macchine più grandi (e quindi più costose e più complicate).