Ciclo Rankine : esercizi risolti

Esercizio 1

Calcolare il rendimento ideale del ciclo di Rankine operante a pressione assoluta in caldaia di 60 bar e pressione nel condensatore di 0,03 bar; la temperatura di surriscaldamento del vapore è di 350°C.

[ 0,39 ]

Esercizio 2

Calcolare il rendimento ideale del ciclo di Rankine con i seguenti dati:
•pressione superiore 10 bar
•pressione inferiore 0,05 bar
•temperatura di surriscaldamento 220°C .

[ 0,3 ]

Esercizio 3

Calcolare il rendimento di un ciclo Rankine ideale operante tra le pressioni di 12 bar e 1 bar (assolute) supponendo che il titolo del vapore, al termine dell'espansione adiabatica sia x=0,86 usando solo le tabelle ed evitando di usare il diagramma di Mollier.

[ 0,17 ]

Esercizio 4

Un ciclo Rankine a vapore saturo secco senza surriscaldamento opera tra le pressioni di p₂=42bar in ingresso alla caldaia e p₄=0,0345 bar in ingresso al condensatore.

Supponendo che nella turbina si realizzi una espansione adiabatica con rendimento isoentropico η_t=0,8 e trascurando variazioni di energia cinetica e potenziale del fluido operativo, valutare il rendimento del ciclo e valutare come il lavoro specifico eseguito dalla pompa si possa trascurare rispetto al globale aumento di entalpia specifica subito dal fluido nel complesso pompa-caldaia. .

[  η=0,298   ]

Esercizio 5

In un ciclo Rankine ideale, l'acqua entra in turbina alla temperatura T₃=190°C ed esce dal condensatore come liquido saturo alla temperatura T₁=60°C.
Calcolare i lavori specifici della pompa e della turbina , il rendimento, il titolo del vapore x₄ in uscita dalla turbina tenendo conto che questa ultima ha rendimento η_t=0,7.

[ l_p=252,25 kJ/kg | l_t=448 kJ/kg | x₄=0,89 | η=0,17 ]

Esercizio 6

Si abbia un ciclo a vapore surriscaldato come disegnato qui sotto;

in cui la pressione iniziale è p₁=0,04 bar con p₃=45 bar T₃=600°C; viene inoltre assegnata la portata specifica del ciclo q=600 kg/s con rendimento della turbina η_t=0,9. Determina il rendimento complessivo del ciclo e la potenza utile .

[ η=0,36 | P=766,8 MW ]

Esercizio 7

In un ciclo Rankine a surriscaldamento, il vapor d'acqua entra in turbina alla pressione p₂=p₃=162 bar e alla temperatura T₃=585°C;

esso si espande isoentropicamente fino alla pressione intermedia p₄=17,5 bar; il vapore viene poi surriscaldato a pressione costante fino a T₅=482°C.

Il vapore, viene quindi rinviato in turbina e fatto espandere isoentropicamente fino alla pressione p₁=0,0345 bar. Trovare il rendimento.

[ η=0,46  ]