OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce un quadro aggiornato degli impianti per produzione di energia di tipo tradizionale ed innovativo con particolare riguardo alla riduzione delle emissioni inquinanti e all’incremento dell’efficienza di conversione. Nell’ambito degli argomenti trattati verranno enfatizzati gli aspetti riguardanti l’utilizzo di combustibili alternativi, le prestazioni dei componenti e degli impianti, il loro impatto ambientale e gli aspetti tecnologici ed economici più attuali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercitazioni, e visite in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di:

- conoscere gli aspetti che riguardano la formazione degli inquinanti nei sistemi energetici ponendo particolare attenzione ai processi di combustione;

- conoscere aspetti di base sulla modellistica dei sistemi energetici;

- conoscere ae analizzare le principali tipologie degli impianti eolici;

- conoscere alcuni dettagli avanzati sui mitori a combustione interna (curve caratteristiche, regolazione, sovralimentazione, etc).

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso sarà articolato in: 48 ore tra lezioni frontali, esercizi e visite in laboratorio. Le ore dedicate agli esercizi saranno svolte con la seguente modalità: introduzione riassuntiva dei contenuti svolti nelle lezioni frontali e sviluppo di esercizi sulle principali tematiche.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Generalità sui processi di combustione e meccanismi di formazione degli inquinanti

Combustibili convenzionali. Rapporto aria-combustibile e potere calorifico. Classificazione e caratteristiche dei processi di combustione. Meccanismi di formazione degli inquinanti nei processi di combustione e loro effetti sull’uomo e sull’ambiente.

Le caldaie: fondamenti e componenti

Cenni storici. Classificazione e componenti delle caldaie. Bilancio termico e scambio termico nelle caldaie. Cenni a tecnologie innovative: boiler Once-Through e super-critici. Esempio di caldaia per Locomotiva a vapore.

Cicli combinati e cogenerazione

Impianti a ciclo combinato gas e vapore. Caldaia a recupero. Cogenerazione ad alto rendimento ed il teleriscaldamento. Caldaie a biomassa per il teleriscaldamento.

Le emissioni inquinanti degli impianti per l’energia e sistemi di abbattimento

Tipologie e proprietà degli inquinanti. Formazione ed unità di misura degli inquinanti. Tecniche di prevenzione delle emissioni. Cenni ai combustori delle turbine a gas. Sistemi di abbattimento dei SOx. Sistemi di abbattimento dei NOx.

Modellazione e simulazione di sistemi energetici

Modelli di simulazione a parametri concentrati e modulari. Risoluzione numerica di impianti energetici.

Energia eolica

Tipologie di generatori eolici ad asse orizzontale ed asse verticale. Analisi del vento, Stima di producibilità di parco eolico. Impatto ambientale degli impianti eolici.

Motori alternativi a combustione interna (MCI)

Classificazione, architettura e campi applicativi dei MCI. Diagrammi indicati ed espressioni della potenza effettiva di MCI. Processi di combustione nei MCI ad accensione comandata e per compressione. Curve caratteristiche e regolazione dei MCI. La sovralimentazione dei MCI. Impiego di MCI per applicazioni stazionarie. Il recupero dell’energia termica nei motori Diesel. Analisi di parametri operativi di impianti di cogenerazione basati su MCI alimentati a biogas. Utilizzo di bioetanolo e biodiesel nei MCI: problematiche, influenza su prestazioni ed emissioni inquinanti. Impatto ambientale dei motori a combustione interna.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le slide utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aul@web. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale su aul@web sono sufficienti per la preparazione dell'esame.

I libri sotto indicati sono suggeriti come testi di appoggio:

• S.L. Dixon,  Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery – Elsevier.

• G. Lozza - Turbine a gas e cicli combinati - Progetto Leonardo

• S. Kakac, Boilers Evaporators, and Condensers, John Wiley & Sons Inc., 1991.

• A. H. Lefebvre - Gas Turbine Combustion - Hemisphere.

• O. Acton, C. Caputo, Introduzione allo Studio delle Macchine, UTET, Torino, 1979.

• O. Acton, C. Caputo, Turbomacchine, UTET, Torino, 1986.

• O. Acton, C. Caputo, Impianti motori, UTET, Torino, 1992.

• G. Cornetti, F. Millo, Macchine Termiche, Il Capitello, 2006.

• G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, 2008.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARIO LUIGI FERRARI (Presidente)

RENATO PROCOPIO (Presidente)

GIORGIO ZAMBONI (Presidente)

LOREDANA MAGISTRI

ALBERTO TRAVERSO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Prima settimana del secondo semestre.

Orari delle lezioni

SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame prevede solo una prova orale finale che riguarda tutti gli argomenti trattati durante il corso (esercizi inclusi).

Saranno disponibili 2/3 appelli di esame per la sessione invernale e 3/4 appelli per la sessione estiva (verificare sul sito sul sito https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione). Non verranno concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati nel regolamento del Corso di Studio, fatta eccezione per gli studenti che non hanno più obblighi di frequenza per il corso di Laurea triennale. Perciò, questi studenti possono contattare i docenti via e-mail (mario.ferrari@unige.it oppure alessandro.sorce@unige.it) per fissare un eventuale appello straordinario.

Per partecipare alla prova occorre iscriversi almeno due giorni prima della data dell'esame sul sito https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame verrà svolto tramite domande orali che potranno richiedere l'aiuto di un supporto per la scrittura (lavagna o supporto cartaceo).

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno forniti nel corso delle lezioni.

L'esame avrà lo scopo di valutare non soltanto se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, ma se ha acquisito la capacità di analizzare criticamente problemi relativi ai sistemi energetici e di presentarli con una terminologia corretta. Verrà anche richiesto allo studente di disegnare gli schemi degli impianti, di analizzarne il comportamento sui principali piani termodinamici e di saper affrontare calcoli progettuali secondo le modalità presentate a lezione.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Nessuna