OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento intende presentare agli allievi i fondamenti dei Sistemi Energetici con un approccio che parte dalla conoscenza della termodinamica di base. L’obiettivo principale riguarda la capacità di comprensione e calcolo preliminare dei sistemi energetici principali: impianti a vapore, impianti turbogas, motori a combustione interna e cicli combinati.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni in aula

PROGRAMMA/CONTENUTO

• I consumi energetici nel mondo ed in Italia e le varie fonti di energia. Classificazione delle macchine.
• I combustibili fossili e non; la combustione; aria stechiometrica; eccesso d’aria.
• La termodinamica di base: il primo principio per sistema chiuso e sistema aperto; il gas perfetto; le trasformazioni termodinamiche; la funzione entalpia; il secondo principio della termodinamica e la funzione entropia; il ciclo di Carnot e il suo rendimento. Il vapor d’acqua, il piano T,S e H,S. Calcolo delle funzioni termodinamiche del vapore.
• Rendimenti: ciclo ideale, limite e reale; rendimento adiabatico e politropico; rendimento globale e impatto degli ausiliari.
• Cicli a vapore e relativi impianti: espressione del rendimento; metodi per migliorare il rendimento dei cicli a vapore; la rigenerazione; il bilancio termico; aspetti generali del circuito; i principali componenti.
• Cicli a gas: la tecnologia del turbogas; ciclo semplice ideale, limite e reale; rendimento del ciclo ideale; condizioni di massimo lavoro utile; rendimento del ciclo limite e del ciclo reale. Il diagramma Lavoro Specifico e Rendimento; principali componenti del turbogas; il ciclo rigenerato ideale e reale e sue prestazioni; il ciclo con intercooling ideale e reale; il ciclo con ricombustione ideale e reale. Cenni alle turbine a gas aeronautiche.
• Cicli combinati: cenni alle tipologie di cicli combinati; la caldaia a recupero ad un livello di pressione, il pinch-point e il subcooling; la pressione ottimale di vaporizzazione per un livello di pressione; il rendimento dei cicli combinati.
• I Motori a Combustione Interna: generalità e classificazione; parametri geometrici; cicli di funzionamento a due e quattro tempi; cicli termodinamici di riferimento e rendimenti; confronto tra i cicli di riferimento; il ciclo limite; il ciclo reale; il ciclo indicato; cenni all’accoppiamento del motore all’utilizzatore; alla regolazione dei MCI; alle emissioni dei MCI e al loro controllo; sovralimentazione.
• Curve caratteristiche delle principali macchine a fluido: compressore, turbina, pompa (accoppiamento delle pompe in serie ed in parallelo).
• Cenni sul controllo dei sistemi energetici: tipologia e applicazioni reali.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Della Volpe R., “Macchine”, Liguori Editore

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARIO LUIGI FERRARI (Presidente)

ALESSANDRO SORCE (Presidente)

LOREDANA MAGISTRI

ARISTIDE MASSARDO

ALBERTO TRAVERSO

LEZIONI

Orari delle lezioni

SISTEMI ENERGETICI 1 (IN)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame orale (finale)

Calendario appelli