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Energia e sistemi energetici-Parte Macchine
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Il ciclo Rankine base è stato evoluto nel ciclo HIRN tramite surriscaldamento e rigenerazione per aumentare la temperatura media di adduzione del calore, migliorando il rendimento termodinamico. Le moderne turbine a vapore sfruttano stadi ad azione o reazione disposti in serie con salti entalpici graduali per gestire l'espansione efficiente fino alla condensazione. La regolazione della potenza avviene preferibilmente tramite parzializzazione dell'ammissione del vapore, evitando la laminazione che riduce il rendimento.
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- I sistemi liquido-vapore basati sul ciclo di Rankine richiedono l'uso del surriscaldamento e della rigenerazione per aumentare il rendimento termodinamico, evitando però che un titolo di vapore troppo basso danneggi le pale delle turbine a bassa pressione.
- Nelle turbine a vapore, gli stadi ad azione sono posizionati in testa alla macchina per gestire grandi salti entalpici e permettere la regolazione della potenza tramite parzializzazione, mentre quelli a reazione vengono collocati posteriormente dove il volume specifico del fluido è maggiore.
- I metodi di controllo della potenza includono la laminazione che riduce l'entalpia totale ma peggiora il rendimento, e la parzializzazione preferibile sebbene non applicabile agli stadi a causa delle perdite fluidodinamiche dovute ai moti vorticosi.
- I moderni impianti di grande potenza adottano configurazioni complesse come le turbine tandem compound o quelle con doppio flusso per ottimizzare l'espansione del vapore attraverso diverse unità in serie.
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