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Il ciclo di Rankine è un processo termodinamico chiave per gli impianti motori a vapore nelle centrali termoelettriche. Comprende quattro fasi: riscaldamento isobaro, vaporizzazione isotermobarica, surriscaldamento isobaro e espansione adiabatica isoentropica, seguiti da condensazione e compressione per completare il ciclo. Gli scambi energetici avvengono tramite calore e lavoro, con rappresentazione nei diagrammi p-V, T-s e h-s.
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Le trasformazioni adiabatiche sono due e comprendono l'espansione in turbina e la compressione nella pompa
Isobara ad alta pressione
Durante l'isobara ad alta pressione, il sistema acqua-vapore assorbe calore dalla caldaia
Isobara a bassa pressione
Nell'isobara a bassa pressione, il calore viene ceduto al condensatore
Il ciclo si compone di quattro fasi principali: due trasformazioni adiabatiche e due isobare
Il generatore di vapore è uno dei quattro elementi principali dell'impianto a ciclo di Rankine
La turbina a vapore è responsabile della trasformazione del vapore in energia meccanica
Il condensatore è il componente che permette la trasformazione del vapore in liquido satura
La pompa di alimento è responsabile della compressione del vapore per riportarlo al ciclo
Durante il riscaldamento isobaro, l'acqua pressurizzata viene riscaldata a pressione costante
La vaporizzazione isotermobarica trasforma l'acqua satura in vapore saturo secco
Durante il surriscaldamento isobaro, il vapore viene portato oltre il punto di saturazione aumentando la sua temperatura
L'espansione adiabatica isoentropica nella turbina consente al vapore di compiere lavoro meccanico
La condensazione isotermobarica nel condensatore trasforma il vapore in liquido satura
La compressione adiabatica isoentropica nella pompa richiede lavoro esterno per riportare il vapore al ciclo
Il diagramma dinamico rappresenta le variazioni di pressione e volume del fluido durante il ciclo
Il diagramma entropico evidenzia gli scambi di calore durante il ciclo
Il diagramma entalpico, o di Mollier, permette di calcolare con precisione gli scambi di lavoro e calore durante il ciclo
00
Le quattro fasi principali del ciclo includono due trasformazioni ______ e due ______.
adiabatiche
isobare
01
Gli elementi chiave di un impianto che utilizza questo ciclo sono il generatore di ______, la turbina a ______, il ______ e la pompa di ______.
vapore
vapore
condensatore
alimento
02
Riscaldamento a pressione costante (0-1)
Acqua pressurizzata riscaldata fino a diventare acqua satura senza cambiare pressione.
