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SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

CODICE 66321
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU 6 cfu al 3° anno di 10800 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E PRODUZIONE (L-9) SAVONA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/09
LINGUA Italiano
SEDE SAVONA
PERIODO 2° Semestre
MODULI Questo insegnamento è un modulo di:
MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

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

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:

- comprendere le tematiche relative ai processi di combustione e di formazione degli inquinanti;

- conoscere le caratteristiche delle caldaie e degli aspetti avanzati dei cicli combinati;

- applicare le nozioni di termodinamica al calcolo prestazionale;

- analizzare e simulare i sistemi energetici (in dettaglio, l'esercitazione a gruppi verrà svolta su un ciclo combinato ad un livello di pressione);

- comprendere i concetti di base sui generatori eolici;

- conoscere i concetti di base sui motori a combustione interna alternativi;

- identificare ed analizzare i principali componenti di impianto.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni, visite in laboratorio ed esercitazioni numeriche per un totale di 60 ore. Le ore dedicate agli esercizi saranno svolte dal docente titolare del corso 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. Caldaia Benson e relativo avviamento.

Cicli combinati e cogenerazione

Impianti a ciclo combinato gas e vapore. Caldaia a recupero. Cogenerazione ad alto rendimento e 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 delle emissioni.

Modellazione e simulazione di sistemi energetici

Modelli di simulazione a parametri concentrati e modulari. Risoluzione numerica di impianti energetici. Esercitazione di calcolo con il programma WTEMP.

Energia eolica

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

Motori alternativi a combustione interna (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.

Bilanci nazionali per la produzione di energia elettrica

Richiami sui vari tipi di impianto per la produzione di energia elettrica. Analisi degli andamenti della richiesta di potenza elettrica. Elaborazione di dati statistici relativi alla produzione di energia elettrica: valutazione rendimenti medi e fattori medi di emissione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Copia del programma e informazioni circa il reperimento del materiale bibliografico indicato vengono fornite direttamente dai Docenti.

Le dispense del Corso sono reperibili su aulaweb.

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

GIORGIO ZAMBONI (Presidente)

DARIA BELLOTTI

ALICE LA FATA

MASSIMO RIVAROLO

ALESSANDRO SORCE

ALBERTO TRAVERSO

MARIO LUIGI FERRARI (Presidente Supplente)

RENATO PROCOPIO (Presidente Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Valutazione dell'elaborato prodotto durante il corso (esercitazione svolta a gruppi) e esame orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'elaborato dell'esercitazione verrà prodotto tramite lavoro di gruppo, prima del termine del corso (la scadenza sarà fornita dai docenti al momento dell'assegnazione). Questo elaborato verrà valutato in trentesimi e costituirà il 50% della valutazione dell'esame.

L'esame orale verrà svolto tramite domande 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 orale 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 al programma del corso e di presentarli con una terminologia corretta.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
10/01/2022 11:00 SAVONA Orale
16/02/2022 11:00 SAVONA Orale
10/06/2022 11:00 SAVONA Orale
28/06/2022 09:00 SAVONA Orale
12/07/2022 11:00 SAVONA Orale
05/09/2022 11:00 SAVONA Orale

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità: nessuna.