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LIQUIDO (ES. ACQUA)
• TURBINE IDRAULICHE
PRODOTTI DICOMBUSTIONE (PRODOTTI
ARIA + COMBURENTE)
• TURBINE A GAS
VAPORE D’ACQUA
• TURBINE A VAPORE
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STADIO
Uno statorestatore o cassa dove sono ricavati i condotti fissi di ingresso (distributore)e di scarico del vapore. I condotti fissi di ingresso (spesso chiamati ugelli) sonodelimitati dalla schiera delle palettature statoriche nelle quali si espande ilvapore;
Un rotorerotore o girante su cui si trova una corona di palette mobili (la schieradella palettatura rotorica) che delimita, insieme alI'involucro esterno, una seriedi condotti mobili. I condotti mobili, orientati opportunamente, sono situati difronte ai condotti fissi e raccolgono lavoro dal fluido che esce, con elevatavelocità, dagli ugelli. Nella girante il fluido può subire un'ulteriore espansione
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• Turbina semplice o monostadio tipico delle TURBINE IDRAULICHEIDRAULICHE
1 stadio
• Turbina multistadio o pluristadio tipico delle TURBINE A VAPOREVAPORE E A GASGAS
più stadi
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Turbina ASSIALE
Turbina RADIALE
LE PIÙ USATE
Turbina RADIALE
Turbina MISTA
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In una macchina idraulica infatti l'energia disponibile è limitata dalla caduta utile hu
che si riesce a utilizzare dalla differenza di quota tra bacino di alimentazione e bacinodi scarico; la caduta utile, che arriva al massimo a 2500 m, dà luogo ad un lavorosufficientemente modesto da poter essere raccolto in un solo stadio:lavoro massico lavoro massico l=g*hu= 9,81 m/s2 x 2500 m = 24,525 m2 s2 = 24,525 kJ/kg = 24,5 kJ/kg
ENERGIA DISPONIBILE IN UNA TURBINA IDRAULICA
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ENERGIA DISPONIBILE IN UNA TURBINA A GAS
Al contrario il lavoro massico l, messo a disposizione nell'espansione del vapore,può arrivare a valori notevolmente elevati. Consideriamo, ad esempio, l'espansionedalla pressione p = 3,5 MPa e dalla temperatura T= 600°C, con entalpia h = 3678,4kJ/kg ed entropia s = 7,44 J/(kg K), fino alla pressione p = 5 kPa, con entalpia h =2270 kJ/kg, letta sul diagramma di Mollier in corrispondenza di un'espansioneisentropica. Nel caso ideale dell'espansione isentropica, si ottiene il lavoro massicol = ∆h = 3678,4 kJ/kg - 2270 kJ/kg = 1408,4 kJ/kg contro un salto entalpico massimol = ∆h = 3678,4 kJ/kg - 2270 kJ/kg = 1408,4 kJ/kg contro un salto entalpico massimol, di circa 200 kJ/kg, che, come verrà spiegato più avanti, può venire trattato dalsingolo stadio della turbina. Occorre perciò suddividere la turbina in più stadi perelaborare tutta l'energia fornita dal vapore.
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Nelle turbine si parla di organo fisso (statore/distributore) e di organo mobile (rotore/girante).
• Il distributore ha lafunzione ditrasformare l’energial’energiadel vapore in energiaenergia
• La girante ha lafunzione ditrasformare l’energiaposseduta daldel vapore in energiaenergia
cineticacinetica
statore
posseduta dalvapore in energiaenergiameccanicameccanica
rotore
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Se la trasformazione dell’energia del vapore in energia cinetica all’interno dello statore è totale allora si parla di turbina ad azione, se invece è parziale si parla di turbina a reazione.
DISTRIBUTORE/STATORE
ENERGIA DEL VAPORE
ENERGIA CINETICA
100%TURBINA
AD AZIONE
DISTRIBUTORE/STATORE
ENERGIA DEL VAPORE
ENERGIA CINETICA
parzialeTURBINA
A REAZIONE
Il resto della trasformazione verrà completata nel rotore
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Turbine a vapore
A AD AZIONE
SEMPLICE (DE LAVAL)
A SALTI DIPRESSIONE (REATEAU)
A SALTI DIVELOCITÀ (CURTIS)
A REAZIONE
(PARSONS)
MISTE
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Nell’ipotesi che il calore scambiato con l’esterno sia trascurabile (q=0) e che z1 = z2 risulta:
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TURBINE A VAPORE
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Lavoro massico
(CASO GENERICO)
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Allora avremo lmax se e solo se CU2 sarà uguale a 0
CU2 = 0CASO IDEALE
CASO REALE
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CASO IDEALEIDEALE TURBINA CURTIS A GRADINI DI
VELOCITÀ
CASO REALEREALE TURBINA CURTIS A GRADINI DI
VELOCITÀ
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TURBINE MULTIPLE AD AZIONE (A SALTI DIAD AZIONE (A SALTI DIVELOCITÀ E A SALTI DI
PRESSIONE)
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