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Le turbine a vapore generano tipicamente elettricità come sottoprodotto della generazione di calore dal vapore. In termodinamica, una turbina a vapore è idealmente considerata un dispositivo isoentropico. Un processo isoentropico è quello in cui non c'è cambiamento nell'entropia (la misura del livello del disturbo). Tuttavia, le turbine a vapore non si comportano in modo ideale. Per calcolare la potenza effettiva della turbina a vapore, dovrai prima calcolare la potenza di uscita ottimale, per la quale avrai bisogno di tre variabili: la massa del flusso di vapore, l'entalpia del vapore all'ingresso della turbina e l'entalpia di vapore all'uscita della turbina.
Passo 1
Utilizzare la seguente equazione per calcolare la potenza: W_st = m_w (h_6 - h_7), dove W_st = potenza della turbina a vapore, m_w = massa del flusso di vapore, h_6 = entalpia del vapore all'ingresso della turbina, h_7 = entalpia del vapore uscita turbina. Dovrai anche trovare l'entropia in entrambi gli stati. Considera i due stati della turbina: gli stati di entrata e di uscita. Lo stato di ingresso della turbina è fisso, poiché vengono specificate la pressione e la temperatura del vapore in ingresso. Lo stato dell'uscita non è fisso, perché è specificata solo la pressione.
Passo 2
Consultare le tabelle del vapore e ottenere l'entalpia e l'entropia per il primo stato con la pressione e la temperatura date (la tabella del vapore è fornita nella sezione Risorse di questo articolo). Utilizzando la condizione isoentropica (s_2s = s_1), lo stato di uscita può essere fissato, purché si conosca la pressione e l'entropia in questo stato. Fare riferimento alle tabelle del vapore per identificare la fase fluida per ottenere successivamente l'entalpia allo stato di uscita.
Passaggio 3
Valutare l'entalpia e la temperatura dello stato di uscita. Usa le tue variabili per calcolare la potenza di uscita della turbina a vapore isentropica, utilizzando l'equazione W_st = m_w (h_6 - h_7).
Passaggio 4
Calcola la potenza effettiva, ottenendo l'efficienza adiabatica della turbina insieme alla potenza isoentropica, come calcolato nel passaggio precedente. Calcola l'output effettivo (adiabatico) prodotto utilizzando l'equazione W = η_s × w_ideal, dove η_s è l'efficienza della turbina isoentropica e w_ideal è il lavoro che sarebbe prodotto se la turbina si comportasse in modo isentropico.