La **macchina a vapore** è un dispositivo che utilizza il vapore d'acqua per produrre lavoro meccanico. Le varie tipologie di macchina si classificano in base al tipo di meccanismo di espansione utilizzato: - [[Macchine a vapore alternative|Meccanismo di espansione alternativo]] - Impianto a vapore con turbina (in figura) --> *generalmente impiegato negli impianti a vapore per la produzione di energia elettrica.* ![[Pasted image 20241016150844.png]] Il funzionamento termodinamico della macchina cerca di approssimare al meglio il [[Ciclo di Rankine teorico]], costituito da quattro fasi principali: **compressione isoentropica, riscaldamento isobaro, espansione isoentropica e raffreddamento isobaro.** #### Proprietà dei fluidi per macchine a vapore (il vapor d’acqua) Le macchine a vapore motrici adottano come fluido di lavoro un vapore saturo. Grazie a questa scelta, come nelle macchine frigorifere, si ottiene la coincidenza delle isoterme con le isobare; queste ultime sono tecnicamente realizzabili e si può così attuare un ciclo termodinamico somigliante al ciclo di Carnot. **In generale, le caratteristiche desiderabili sono:** - Calore di vaporizzazione elevato - Calore specifico del fluido in fase liquida piccolo - Temperatura critica elevata, - Temperatura di punto triplo minore della temperatura minima del ciclo - Pressione massima del ciclo non elevata, per limitare gli sforzi - Pressione minima del ciclo non troppo bassa, per evitare infiltrazioni - Volume specifico del vapore a fine espansione non troppo elevato - Entropia del vapore saturo secco poco variabile con la temperatura - Elevato rapporto fra i volumi specifici di vapore e liquido - Elevato coefficiente di scambio termico del fluido - Fluido non corrosivo nei riguardi dei materiali ingegneristici. - Fluido non tossico, ininfiammabile, non dannoso per gli esseri umani. - Fluido facilmente reperibile ed a basso costo *E' praticamente impossibile disporre di una sostanza che risponda a tutti questi requisiti; esistono bensì numerosi fluidi abitualmente impiegati nelle molteplici applicazioni della tecnica: ciascuno di essi offre una diversa soluzione di compromesso.*